可燃冰被称为“第二大能源”,也被认为是潜力最大的新能源,它是一种理想的清洁能源,具有很大的开发潜力。
不过,近些年关于可燃冰的相关报道频频出现在新闻中,对其重视程度越来越高,但近些年却没有关于可燃冰开发的新动态,令人十分困惑。
可燃冰真的能替代石油吗?
可燃冰的基本概念。可燃冰是一个叫法,实际上它并不是一个冰。
可燃冰的主要成分为甲烷和水,应该被叫做天然气水合物,天然气水合物是由甲烷分子和水分子在低温高压的条件下形成的结晶体,是一种固态的物体。
天然气水合物是石油的替代品,被认为有潜力和前景。
天然气水合物的外观与工业生产出来的冰块没有太大区别,都是无色透明的固态物体,所以被称作可燃冰。
可燃冰的潜力巨大,是因为它发生燃烧时不会排放废气,当被点燃后会释放出很多热量。
当可燃冰被加热后释放出甲烷气体和水蒸气,从而可以成为能源得到利用。
并且可燃冰的储量相当巨大,甚至有可能超过石油和煤炭等传统能源的储量。
并且可燃冰燃烧产生的二氧化碳量远远小于石油和煤炭等传统能源的二氧化碳排放量,对环境的污染极小。
可燃冰的开采十分不易,由于它的形成需要在低温高压的条件下。
所以只要一开采出来,其温度就会骤降,气温的降低导致其体积膨胀,而它的膨胀要比其被排出的速度更快,这就导致可燃冰释放出来的甲烷一瞬间就会排放到环境中,这对环境的污染是巨大的。
中国南海的可燃冰储量。可燃冰的储量要想进行评估,需要对其体积进行计算,体积的计算公式为PV=nRT。
其中V是体积,n是物质的质量,R是气体常量,T是温度。
所以可见,在低温高压的环境中,气体的体积是相对较小的。
可燃冰的储量计算公式为SR=PV/nRT,其中SR是可燃冰的储量,PV是可燃冰的体积,nR是气体常量。
可见,气体的储量和体积成正比。
可燃冰通过后来的开采和探测,其储量被认为高达800亿吨。
而中国在南海的可燃冰储量是全球第一的,但是由于中国在南海的可燃冰储量过多,储量的分布过于广泛,也使得中国在可燃冰储量的评估上还做出不够完善的研究。
但是从其他地区的储量评估来看发现,南海可燃冰储量真的非常可观,中国南海可燃冰的储量足够支撑中国进行可燃冰开采。
可燃冰被认为是石油的替代品,是因为可燃冰开采时需要较为高端的技术,并且可燃冰的分布范围相对较广,是在海洋的底部进行分布的,所以需要在海洋底部进行开采。
由于可燃冰的开采需要进行钻井技术,所以只能选用“小口径钻井”技术进行开采,这样可以保证钻取速度和岩层的完整性。
但是钻井技术并不是中国新近掌握的技术,实际上中国在上世纪八九十年代时就已经掌握了钻井技术,并且进行过钻井技术的出口。
这样的钻井技术在上世纪八九十年代是一个很不错的先进技术,但是对于现如今的钻井技术来说,早已被新型技术取代。
现如今,可燃冰的开采需要用到“核能钻井技术”,但是中国在这方面的研究和进展并不多。
可燃冰的开采大致的过程是先对海洋底部进行勘探,如果找到了可燃冰,则会用量测技术对其进行勘探,并且找出最优的钻井位置。
在进行钻井的时候,需要用到水泥进行加固,这样可以防止海底的岩层发生滑移和断层等情况。
因为钻井会对海底的岩层造成很大的冲击,海底的岩层会出现滑移和活动等情况,这样会产生很大的不稳定性,在后来的可燃冰开采中可能会产生很大的安全隐患。
所以,对刚开始钻井的海底岩层进行加固非常重要。
在完成钻井之后,便会开始在钻井管柱里面注水,将海底的温度和压力进行降低。
使可燃冰能够释放出甲烷气体,这样就可以开始进行后面的储气等相关工作。
可燃冰的环境影响。可燃冰被称为石油替代品,但是可燃冰是否能够真正成为石油替代品还面临一些问题。
首先就是可燃冰开采时会对海底的生态环境造成影响,因为其开采过程中会往海底释放一些温室气体。
这些温室气体会导致海底的温度升高,由于海洋底部温度的
升高会导致一部分可燃冰转为温室气体,释放到环境中,这可能会导致极大的温室效应,影响气候变化。
其次是海洋环境,在进行可燃冰开采过程中,需要进行钻井作业,这对海洋生态环境会产生一定影响。
钻井过程中会有一定的噪音和震动,可能会对一些海洋生物造成影响。
此外,钻井过程中也可能会有物质泄漏,导致海洋污染。
第三,可燃冰开采还需要消耗一定的能源,开采过程可能会产生一定的废物和排放。
如果这些废物和排放不能得到妥善处理,可能会对环境造成污染。
尽管可燃冰是一种清洁能源,但是在开采过程中可能会产生一定
环境影响,需要进行综合评估和管理。
结语可燃冰的开采和利用是一项前沿技术,同时也面临着环境保护的挑战。
未来,在可持续发展的前提下,如何平衡资源的开发利用与生态环境的保护,将是一个重要的议题和研究方向。
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