中国拥有世界上最大的可燃冰储量,可使用100多年。真的能代替石油吗?
中国幅员辽阔。除了青藏高原和东北的苔原,东海和南海也有可燃冰。我国已探明的可燃冰储量非常丰富,居世界第一,其中南海北坡最为丰富。如果充分开发利用,至少可以使用100年。南海为何如此重要,也是原因之一。
早在1810年,科学家就在实验室合成了天然气水合物。1934年,美国人哈默施密特在一条堵塞的天然气管道中发现了可燃冰,这是人类首次发现天然可燃冰。从那时起,人们逐渐意识到可燃冰可能在自然界中广泛存在。
其实可燃冰的名字叫天然气水合物,化学式是CH4NH2O。它也是一种像石油、天然气和煤一样的化石燃料。可燃冰与干冰非常相似。可燃冰的分子结构就像一个由几个水分子组成的笼子。一立方米可燃冰在常温常压下可释放164立方米天然气和0.8立方米淡水。
在高压低温的环境下,天然气和水分子会形成这种冰状的结晶物质。海底环境压力大,温度一般在2 ~ 4左右。此外,海底沉积物厚而丰富,因此海洋中可燃冰的储量非常丰富。此外,在多年冻土地区,满足低温高压条件,因此有丰富的可燃冰。
早在1778年,英国化学家普德利就开始研究气体生成的气体水合物的温度和压力。1934年,人们发现了油气管道和加工设备中冰状固体的堵塞。这些固体要么是冰,要么就是人们现在所说的可燃冰。1965年,苏联科学家预测海底表面可能存在天然气水合物。后来,人们终于第一次在北极海底发现了大量可燃冰。
可燃冰是由海洋板块的运动形成的。当海洋板块下沉时,较老的海底地壳会沉入地球内部,海底油气会随着板块边缘上升到地表。当暴露在寒冷的海水和深海压力下时,天然气与海水反应形成水合物。科学家估计,海底可燃冰的分布约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里。这是迄今为止海底最有价值的矿物资源,足够人类使用1000年。
形成“可燃冰”有三个基本条件:第一,温度不宜过高,零度以上即可形成,最适温度为0.10,最大值为20左右,然后会再次分解。第二个压力应该够了,但不能太大。在零度时,它可能在超过30个大气压下产生。第三,地下要有气源。因为,在陆地上,只有西伯利亚的多年冻土层具备形成条件并保持稳定的固态,而30万米、500万米深海的所有沉积物都可能具备这样的低温高压条件。所以陆海比是1100。
有天然气的地方并不总是“可燃冰”,因为形成“可燃冰”的压力主要在于低温,所以冻土中的地方一般比较多。长期以来,由于我国海域纬度较低,有人认为不存在“可燃冰”。事实上,东海和南海都具备生成条件。
据了解,1810年,人类首次在实验室发现天然气水合物,但直到1971年,斯托尔等美国学者才正式提出“天然气水合物(可燃冰)”的概念。
可燃冰,科学上称为天然气水合物,只是一种看起来像冰但可以燃烧的物质。它是一种白色固体燃料,在一定条件下由水和甲烷演化而来。
研究表明,可燃冰会受到其形成条件的限制,从而导致不同的地方。一种可燃冰存在于海底高压下的松散沉积土壤中,另一种可燃冰存在于高纬度大陆的多年冻土带中,其中可燃冰主要分布在海底。
然而,中国可燃冰的储存量居世界第一