中国可燃冰储量全球第一!开采究竟有多难,2030年可大规模使用?

|整点科普

随着全球人口不断增加,石油、天然气及煤炭等不可再生资源消耗越来越快,各国的能源危机感越来越强,“资源争夺战”也愈演愈烈,范围已经拓展到了外太空领域。

为了解决能源短缺问题,各国一直在寻找能够代替现有资源的新能源,经过不断探索,终于发现了能源界的扛把子——可燃冰。

上世纪六十年代,前苏联通过地震地球物理方法在西伯利亚冻土层中发现了“可燃冰”——麦索雅哈气田。

可燃冰是一种类冰状白色或浅灰色“笼形”结晶物质,整体呈“透明”状态,其中包括氮气、二氧化碳和甲烷扽气体,是天然气和游离水在低于10℃、大于10MPa的低温高压环境下形成的,遇火即燃。

可燃冰与传统化学能源相比,有哪些优势?

储量丰富

可燃冰分布地区广泛,目前全球已有116个地区探测到有可燃冰的存在,是天然气、石油总储量的2倍,足够全人类使用1000年。

其中,2%左右存在于冻土层中,98%则存在于深海沉积物中。

可燃冰作为一种天然气水合物,其中含有的总有机碳(TOC)是石油、煤炭和天然气总和的两倍。

能量密度高、污染小

目前,世界上已经发现了3种结构类型的可燃冰,其中最常见的是第一种,即甲烷水合物,也是我们主要开采的类型。

根据数据统计,1m3固态水合物能够释放出164m3的气态甲烷,虽然不稳定,但能量密度极高。

这意味在同等重量条件下,可燃冰与普通的煤炭资源相比,能够分解出的天然气和油气高出几十倍。

可燃冰和煤炭等传统能源相比,最大的优势是利用率高、污染小,燃烧后产生的是二氧化碳和水,对环境的破坏力小。

可燃冰作为一种清洁能源,在储量大的情况下至今未能实现大规模开采,主要是因为开采过程存在很多不可控因素。

开采可燃冰通常会面临哪些问题?

开采可燃冰需要注热或者降压的方式,前者指的是开采过程中直接加热将甲烷分离,后者则是通过降低储层压力达到分解的目的,除此之外还有固态采集的方法。

然而,不论哪一种,都困难重重。

易分解:

可燃冰主要存在于海洋或者冻土环境中,对温度和气压有较高的要求,最适宜的温度是2-4度。

倘若将其取出到地面,高温环境下势必会造成分解,分解意味着甲烷也会挥发掉。甲烷在开采过程中挥发掉,开采出来的可燃冰就没有什么作用了。

不稳定:

到深海中开采可燃冰是一件极度危险的事情,严重的可能会发生甲烷泄漏,大量甲烷气体遇到高温环境,很容易发生爆炸。

温室效应:

甲烷的当量值是二氧化碳的25倍,大量泄漏的情况下很容易加剧温室效应,引发环境问题。

可能引发地质灾害:

开采可燃冰的方式会使温度不断上升,将固态可燃冰分解成气态,体积和水下的压力也会逐渐增加,达到一定程度时可能会引发地质灾害,例如海啸、地震等,每一种都是极其危险的存在。

中国可燃冰储量全球第一,海底试采成功意味着什么?

目前,中国是世界上可燃冰探明储量最多的国家,主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带及东北冻土带。

《中国矿产资源 告2018》中提到:

我国海域可燃冰总量约为约800亿吨油当量,可供使用100年以上。

我国于2017年使用中集“蓝鲸1号”成功在南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米处进行可燃冰试采,实现资源量全球占比90%以上、难度最大的可燃冰安全可控开采。

2020年,蓝鲸2号进行第二轮试采任务,创造了两个纪录:

日均产气量最高值有2.87万亿立方米

试采产气总量达到86.14万亿立方米

自然资源部中国地质调查局表示,按照这样的进度,我国在2030年或许能够将可燃冰进行大规模商业开发和使用,为社会服务,这对长远发展和能源的补充是不可估量的。

可燃冰能否替代石油?我国储量第一为何仍大量进口石油?

石油是一种非常重要的战略资源,用处广泛,除了提炼柴油、汽油,也是非常重要的化工原料。

石油和天然气相伴相生,可燃冰的特性能够取代天然气和煤炭,但完全替代石油是不现实的,所以仍需进口石油。

2020年,我国原油进口体量达到5.42亿吨,这不是一个小数目。

我国在全球范围内的产油量稳定排名前十,已经非常优秀了,但由于需求量太大,日均产量391.8万桶也无法满足。

人口基数大的情况下,耗能方面会比较明显,即使新能源汽车不断推广,短时间内还未能看到具体的效果,所以我们仍需进口石油。

可燃冰虽然不能完全替代石油,但其所带来的效益远超想象,期待其进入商业化使用的阶段!

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