可燃冰现在有技术开采吗(可燃冰未来有望取代石油吗)

中国现在是世界上首屈一指的制造业大国,然而,发展制造业最重要的一环——能源,我们却经常被“卡脖子”,这是因为我国的能源呈现出“富媒、贫油、缺气”的结构,不得不大量依赖国外的进口。

然而,随着在南海的勘探深入,中国发现了一个“破局点”,它就是可燃冰,一种“后石油时代”的全新能源。仅是初步的估算,我国的可燃冰储量就达到了世界第一,如果未来能够实现商用,中国有望斩破现今能源局势,实现自给自足的周转。

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那么,可燃冰要什么时候才能在我国实现商用?它未来可能取代石油、煤炭和天然气的地位吗?

可燃冰是什么?

可燃冰,正式名称是甲烷气水包合物。

它通常在低于10℃的低温和大于10MPa的高压下生成,在海洋中有大量储存,偶尔也会上浮到浅水层,海床上时而能看到灰白色的、像是脏污冰块一样突起的“矿藏”,拿在手中,能感觉到它给人的感觉很像冰块,但它会不断释放出“白雾”,有火源凑近时甚至还能燃烧起来,那就是可燃冰。

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它作为能源的价值来自内含的天然气,甚至说它是天然气的“压缩包”也不为过:1立方米的可燃冰分解后,可以释放出164立方米的天然气。

这也是可燃冰被称作新世纪清洁能源的原因,因为它进行完全的燃烧反应之后只会产生二氧化碳和水,杂质极少,不同于煤炭燃烧会产生大量粉尘、氮氧化物等污染物。

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而且,世界上有很多可燃冰,公认的可燃冰储量有1000万亿立方米,相当于有天然气的2~10倍,同时这个储量也是所有化石燃料总碳量的三分之一,作为替代能源而言,可燃冰再完美不过。

世界上的可燃冰都分布在哪里呢?经过了大半个世纪的追寻,科学家们发现海底和陆地均分布有可燃冰,在我国近海尤其多,包括但不限于大西洋两岸、太平洋周边和印度洋北部。不仅如此,我国的青藏高原冻土区也是可燃冰重要的陆域分布区很难不说是自然给予中国的馈赠。

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中国地质调查局官网《可燃冰在哪里?》

中国是一个贫油贫气国家,又是制造业大国,在此前经常因为能源问题被他国“卡脖子”,如果能将天然气开发为可商用能源,中国面临的问题将得到很大程度的解决,既能够促进制造业的发展、民用燃气的降价,还能为碳达峰和碳中和的目标提供帮助。

除了中国以外,我们的邻国日本也是一个资源贫乏的国家,他们对可燃冰的需求相当迫切,开采的事件也比中国要早,但至今没有听到日本开始大量商用可燃冰。这是因为,可燃冰的开采一直是一个世界级的难题。

可燃冰开采有多难?

之所以难开采,是由于一旦开采不慎,就会带来严重的后果。

  • 一、地质灾害。可燃冰经过多年的沉积,早已成为了海床的固结物,开采的量多达,或者操作不慎使得甲烷从可燃冰中释放出来,很有可能会毁掉海床的物理性质,使得土地软化,出现海底滑坡。

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水合物一旦大量分解,就会发生海底滑坡

不仅如此,覆盖可燃冰的海底底层普遍是砂质,我们现有的海底钻井等设备就是依赖于这层薄薄的地层,海底土地被破坏,还有可能造成大量的砂石涌进管道,导致海底输电、通讯电缆和石油钻井平台等工程被破坏,这些甚至会影响到陆地上的工作和生活。

  • 二、海水汽化和海啸。

大量甲烷从可燃冰中释放出来,不仅会进入大气,还会让海洋中的甲烷浓度急剧增加,导致海水被汽化,海洋生物大量死亡,严重时还可能引起海啸。

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海啸

  • 三、更进一步的温室效应。

甲烷的温室效应要远远高于我们熟知的二氧化碳,大约能达到二氧化碳的20倍左右,而且,由于可燃冰储量丰富,如果这些甲烷全部逸散到地球大气当中,带来的将是3000倍于现在甲烷浓度的灾害。

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甲烷碳当量是二氧化碳的25倍

因此,要避免以上的系列事件发生,首先要避免甲烷从沉积层释放,也就是说,开采可燃冰的过程必须维持高压或低温,也就是说,开采这个过程本身就非常耗费能量,如果技术不成熟,开采可燃冰不仅危险,而且其性价比将远远比不上开采其他化石能源。

而且,由于海底矿物较为脆弱,要在底层建立开采装置,就犹如“在豆腐上打铁,用金刚钻绣花”,非常考验技术,存在很大的风险。

我国可燃冰何时能实现商用?

不过,我国目前一直在进行可燃冰的勘探和试开采,从1999年至今,已经取得了喜人的进展。

2007年,我国首次在南海北部取得了可燃冰的实物样品,成为了继美国、加拿大、日本之后的第四个掌握了实物样品的国家;

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2009年,我国勘探到青藏高原五道沟永久冻土区、青海省祁连山南缘永久冻土带都存在大量可燃冰,油当量达到350亿吨以上;

2013年,在广东沿海珠江口盆地首次钻获高纯度可燃冰,再次发现可开采的储量;

2017年,我国首次可燃冰试采成功,在南海海域实现了连续187个小时的稳定产气;

2020年,第二次试采也圆满成功,产气规模达到了第一轮的4.8倍,创造了产气总量、日均产气量的两项世界纪录。

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2020年,中国完成第二次可燃冰试采气

一直以来,国际的可燃冰勘查试采科技一直存在垄断,我国只好进行自主研发,最终,凭借着12项核心装备、以水平井为核心的32项关键技术,中国完成了第二轮试采目标。

中国可燃冰的产业化也不远了,自然资源部中国地质调查局的副局长表示,中国将力争在2030年前完成产业化目标,早日商用,为经济社会所服务!

可燃冰有可能替代石油吗?

作为饱受关注的“新星”能源,它能否动摇石油在现今的地位,也是人们非常关注的问题。

现阶段来说,这很难,不仅仅是因为开采技术还需要进步,更因为石油的泛用性更好,它不仅是能源,更是一种重要的化工原料,我们现代很多工业用品——塑料、橡胶、化妆品等等,没有什么能够离开石油的支撑。

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而可燃冰的产物主要是天然气,以及少量的淡水,它很难完全替代石油的作用,但是,可燃冰作为现在储量最大的替代能源,汽车、炼钢、纺织、电力等领域,都可以让它大展身手。虽然替代石油还有难度,但是商用之后替代天然气和煤炭还是绰绰有余的。

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届时,世界的能源或将呈现出“可燃冰”和“石油”二足鼎立的局势,而中国面对这些能源,必然会以积极的态度去争取。

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