1. 可燃冰的主要成分是什么
可燃冰主要成分是水分子和烃类气体分子。可燃冰是一种甲烷气体的水合物,在深海中高压低温的条件下,水分子通过氢键紧密缔合成三维网状体,能将海底沉积的古生物遗体所分解的甲烷等气体分子纳入网状体中形成水合甲烷。这些水合甲烷就像一个个淡灰色的冰球,故称可燃冰。
天然气水合物又称“可燃冰”,是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”。其资源密度高,全球分布广泛,具有极高的资源价值,因而成为油气工业界长期研究热点。自上世纪60年代起,以美国、日本、德国、我国、韩国、印度为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。迄今,人们已在近海海域与冻土区发现水合物矿点超过230处,涌现出一大批天然气水合物热点研究区。
折叠编辑本段历史沿革
可燃冰
1810年,首次在实验室发现天然气水合物。
1934年,前苏联在被堵塞的天然气输气管道里发现了天然气水合物。由于水合物的形成,输气管道被堵塞。这一发现引起前苏联人对天然气水合物的重视。
1960年,前苏联在西伯利亚发现了可燃冰,1965年,前苏联首次在西西伯利亚永久冻土带发现天然气水合物矿藏;并于1969年投入开发;1970年,前苏联开始对该天然气水合物矿床进行商业开采。
1970年,国际深海钻探计划(DSDP)在美国东部大陆边缘的布莱克海台实施深海钻探,在海底沉积物取心过程中,发现冰冷的沉积物岩心嘶嘶地冒着气泡,并达数小时。当时的海洋地质学家非常不解。后来才知道,气泡是水合物分解引起的,他们在海底取到的沉积物岩心其实含有水合物。
美国于1969年开始实施可燃冰调查,1998年把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划;日本开始关注可燃冰是在1992年;完成周边海域的可燃冰调查与评价。但最先挖出可燃冰的是德国。
1971年,美国学者Stoll等人在深海钻探岩心中首次发现海洋天然气水合物,并正式提出“天然气水合物”概念。
1974年,前苏联在黑海1950米水深处发现了天然气水合物的冰状晶体样品。
1979年,DSDP第66和67航次在墨西哥湾实施深海钻探,从海底获得91.24米的天然气水合物岩心,首次验证了海底天然气水合物矿藏的存在。
1981年,DSDP计划利用“格罗玛·挑战者号”钻探船也从海底取上了3英尺长的水合物岩心。
1992年,大洋钻探计划(ODP)第146航次在美国俄勒冈州西部大陆边缘Cascadia海台取得了天然气水合物岩心。
1995年,ODP第164航次在美国东部海域布莱克海台实施了一系列深海钻探,取得了大量水合物岩心,首次证明该矿藏具有商业开发价值。
1997年,大洋钻探计划考察队利用潜水艇在美国南卡罗来纳海上的布莱克海台首次完成了水合物的直接测量和海底观察。同年,ODP在加拿大西海岸胡安-德夫卡洋中脊陆坡区实施了深海钻探,取得了天然气水合物岩心。至此,以美国为首的DSDP及其后继的ODP在10个深海地区发现了大规模天然气水合物聚集:秘鲁海沟陆坡、中美洲海沟陆坡(哥斯达黎加、危地马拉、墨西哥)、美国东南大西洋海域、美洲西部太平洋海域、日本的两个海域、阿拉斯加近海和墨西哥湾等海域。
1996年和1999年期间,德国和美国科学家通过深潜观察和抓斗取样,在美国俄勒冈州岸外Cascadia海台的海底沉积物中取到嘶嘶冒着气泡的白色水合物块状样品,该水合物块可以被点燃,并发出熊熊的火焰。
1998年,日本通过与加拿大合作,在加拿大西北Mackenzie三角洲进行了水合物钻探,在890~952米深处获得37米水合物岩心。该钻井深1150米,是高纬度地区永冻土带研究气体水合物的第一口井。
1999年,日本在其静冈县御前崎近海挖掘出外观看起来象湿润雪团一样的天然气水合物。
1999~2001年,中国地质调查局科技人员首次在南海西沙海槽发现了显示天然气水合物存在的地震异常信息(似海底地震发射波“BSR”)。2002年国务院批准设立我国海域天然气水合物资源调查专项。
2000年开始,可燃冰的研究与勘探进入高峰期,世界上至少有30多个国家和地区参与其中。其中以美国的计划最为完善——总统科学技术委员会建议研究开发可燃冰。为开发这种新能源,国际上成立了由19个国家参与的地层深处海洋地质取样研究联合机构,有50个科技人员驾驶着一艘装备有先进实验设施的轮船从美国东海岸出发进行海底可燃冰勘探。这艘可燃冰勘探专用轮船是当今世界上唯一的一艘能从深海下岩石中取样的轮船,船上装备有能用于研究沉积层学、古人种学、岩石学、地球化学、地球物理学等的实验设备。这艘专用轮船由得克萨斯州A·M大学主管,英、德、法、日、澳、美科学基金会及欧洲联合科学基金会为其提供经济援助。
自2002年起,中国地质调查局对我国冻土区特别是青藏高原冻土区开展了地质、地球物理、地球化学和遥感调查,发现我国冻土区具备较好的天然气水合物成矿条件和找矿前景,其中羌塘盆地为Ⅰ级远景区,祁连山、漠河盆地和风火山—乌丽地区为Ⅱ级远景区。
1999年在国家发展改革委、财政部等大力支持下,国土资源部正式启动天然气水合物资源调查,包括在珠江口盆地开展天然气水合物综合调查40个航次,完成高分辨率多道地震测量45800公里、多波束测量36800公里、浅地层剖面测量7100公里、海底地质取样1480个站位、海底热流测量222个站位等调查工作。
2005年4月14日,中国在北京举行中国地质博物馆收藏中国首次发现的天然气水合物碳酸盐岩标本仪式。宣布中国首次发现世界上规模最大被作为“可燃冰”即天然气水合物存在重要证据的“冷泉”碳酸盐岩分布区,其面积约为430平方公里。
2007年5月1日凌晨,中国在南海北部的首次采样成功,证实了中国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源,标志着中国天然气水合物调查研究水平已步入世界先进行列。中国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品“可燃冰”,从而成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。
2009年9月中国地质部门公布,在青藏高原发现了一种名为
2. 可燃冰是什么东西,中国也有这种冰吗
1.可燃冰是什么?
可燃冰,又称天然气水合物(Gas drates),也有称甲烷水合物(Methane hydrate),是类似于冰的天然气和水的组合体,在自然界中天然形成的,数量巨大。一个可燃冰分子中,其水大约占85%,水分子与甲烷形成结晶的晶体,这种晶体稳定,甲烷分子被水分子包围。水分子形成空腔由甲烷分子充填。在甲烷型可燃冰中,为了保存稳定,这些空腔至少有70%是由甲烷分子所充填。实际上,这个充填率通常高达95%以上。
沉积的有机物质演化。沉积的有机物质逐渐被微生物分解,也不断地在热力和压力条件下进行热演化,或者埋藏更深,或者暴露地表进行碳循环。微生物分解产生的甲烷(也称为“生物成因”)和热演化分解产生的甲烷,通过覆盖的沉积物与流体一起缓慢地运移,或者沿着断层或其它渗透途径快速运移。随着甲烷饱和度增加和温度下降,过量的甲烷(达到饱和后无法溶解的甲烷)在天然气水合物稳定基底(BGHS)之下形成气泡。在BGHS之上,过量的甲烷通常形成甲烷水合物(天然气水合物),但是也有形成气泡的。
3. 什么是可燃冰
可燃冰又称为甲烷水合物、天然气水合物,是天然气和水结合在一起的固体化合物,在海底高压下是天然气的固体状态,它的主要成分是甲烷分子和水分子。它的形成与海底石油的形成过程相似,而且它们之间还密切相关。可燃冰埋于海底地层深处的大量有机质中,处于缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解之后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包含进水分子中,在海底的低温与压力下又形成了“可燃冰”。由于天然气和水可以在温度2~5℃内结晶,这个结晶体就是“可燃冰”。因为其主要成分是甲烷,因此也被人们称为“甲烷水合物”。
可燃冰从外表上看像冰霜,从微观上看它的分子结构就像一个个由若干水分子组成的“笼子”,每个“笼子”里“关”一个气体分子。目前,可燃冰主要分布在太平洋的东、西部和大西洋的西部边缘,是非常具有发展潜力的一种新能源,但是由于其开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。据科学家们估计,海底可燃冰分布范围约占地球海洋总面积的10%,约4000万平方公里,是迄今为止人类发现的海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。
可燃冰这种宝贝资源是来之不易的,它的生成至少要满足三个条件:一是温度不能太高,如果温度高于20℃,它很快就会“烟消云散”;二是要有足够大的压力,海水越深压力就越大,可燃冰的生成也就越稳定;三是要有甲烷气源,海底古生物尸体的沉积物,被细菌分解后会产生甲烷。因此,海底的的环境最适合可燃冰的形成。
可燃冰中由于含有大量的甲烷等可燃气体,因此很容易燃烧。在同等条件下,可燃冰燃烧后产生的能量要比煤、石油和天然气多出数十倍,而且其燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的环境污染问题。因此科学家们把可燃冰称作“属于低碳社会的能源”。
据科学家介绍,1立方米的可燃冰所释放出的能量相当于164立方米的天然气。地球上可燃冰的总能量,是所有煤、石油、天然气总和的2~3倍。此外,可燃冰还在日复一日,年复一年地积累,从而形成延伸数千至数万里的“矿产资源床”。因此,专家认为,可燃冰一旦得到开采利用,就将使人类的燃料使用时间延长几个世纪。
但是,人类要大量开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题有待解决。有专家认为,在导致全球气候变暖的各个因素方面,甲烷的影响要比二氧化碳大10~20倍。因此,可燃冰矿产资源哪怕受到极小的破坏,都足以导致其中的甲烷气体大量泄漏,破坏环境。另外,位于陆地边缘的海域的可燃冰开采起来更是十分困难,一旦出现井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害,给人类的生命安全和财产安全带来危害。由此可见,可燃冰虽然是未来的理想新能源,但它同时也是一种会给人类带来危险的能源。因此,可燃冰的开发和利用就像一柄“双刃刀”,需要人类小心谨慎对待。
为开发可燃冰新能源,国际上成立了由19个国家参与的地层深处,对海洋地质取样研究的联合机构,有几十位科技人员组成,他们驾驶着一艘装备着先进实验设施的轮船从对海底可燃冰进行勘探,这艘可燃冰勘探专用轮船是当今世界上唯一一艘能从深海的岩石中获取样品的轮船,船上装备有用于研究的各种项目的实验设备,相信很快,就会给人类带来好消息。
科学家预测,可燃冰有望取代煤、石油和天然气,成为21世纪的新能源。加强对可燃冰的调查评价是开发21世纪新能源、改善能源结构、增强综合国力及国际竞争力和保证经济安全的重要途径。
4. 可燃冰是什么这种燃料的储量丰富吗
可燃冰是由天然气和水在高压低温下形成的一种冰状结晶物质。它被称为可燃冰,因为它看起来像冰,遇火燃烧。可燃冰分布在深海或陆地永久冻土中。燃烧后,它只产生少量的二氧化碳和水。它的污染远小于煤炭和石油,而且储量巨大。因此,它被国际公认为石油的替代能源。
可燃冰的密度接近并略低于冰,剪切系数、电解常数和导热系数均低于冰。可燃冰的声传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物,中子孔隙率低于饱和水沉积物。另外,可燃冰的毛细孔隙压力较高。可燃冰的形成有三个基本条件,温度、压力和原料。
5. 可燃冰是矿产资源还是海洋资源
可燃冰是一种矿产资源。它是一种天然气水合物(Gas Hydrate),是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)。它是固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
6. 开采海底可燃冰是怎样的
20世纪70年代以来,人们陆续在世界各地的海洋深处发现了一种以前从未给予充分重视的新能源——可燃冰。猛听这一名词,你一定会感到奇怪!冰,怎么会可燃呢?其实,可燃冰是指水与天然气相结合后形成的一种晶体物质,学术上称为“天然气水化合物”。据测定,1立方米固体可燃冰,约含200立方米天然气。所以可燃冰具有很强的燃烧能力,是一种十分重要的能源资源。
可燃冰的发现是出于一次偶然机会。在20世纪30年代,人们为了输送天然气,开始敷设巨型的天然气管道。结果发现,管道经常发生堵塞。将管道剖开一看,原来是被冰一样的物质所封堵的。管道中怎么会有冰呢?经过研究才知道,原来它是天然气与水的结合物,具有很强的燃烧能力。
可燃冰大量贮存于冻土层中和海底,其中以海洋深处蕴藏量最为丰富。在海底,可燃冰常可形成长达数千千米,厚度从数厘米到200~300米不等的巨大矿床。在美国、加拿大等沿海地区,已查明蕴藏有数百亿立方米的可燃冰资源,可供开采数百年。俄罗斯、新西兰、印度、日本等国也都发现储量可观的海底可燃冰资源。我国在东海、南海、黄海海底也发现储量丰富的可燃冰。有人估计,全世界可燃冰的储量非常巨大,至少是煤和石油总储量的2倍以上。它已被誉为未来的新能源。
可燃冰由于深藏于海洋深处和冻土层中,开采上有一定的难度,迄今世界上尚无开采海底可燃冰的成功经验。目前人们设想中的开采方案有两种,一种是把气压式泵管与接收船相连接的开采方案。气压式泵管直接伸入海底,泵管下端是一个巨大的钟形物,可罩住水底一片区域。在钟形物内还置有一台自动采掘机,它会把海底含有可燃冰的岩石和可燃冰一起掘起,并将它们粉碎搅烂成矿浆,然后由气压式泵管将矿浆输送到接收船上。在接收船上,通过加热加压等方式把可燃冰中的天然气分离出来,而剩下的海洋沉积物,往往还含有其他可利用的物质,再进行第二次、第三次分离和提取处理。最后,把无用的残土倒入海中。
另一种方案是,在海底直接设法让可燃冰分解为冰和天然气,然后像开采岩层中的天然气一样,把它直接输送到地面的储气罐中,再由储气罐输送到各个需要天然气的用户。与前一种方案比较,后一种方案的输送条件比较简单,预计可节约较多的开采成本。但问题是,可燃冰在海底的分解技术迄今还不成熟;另外这一方案也无法充分利用开采区海底可能存在的其他资源。
7. 什么是可燃冰
可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
2013年6月至9月,在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。
(7)可燃冰是海洋什么资源扩展阅读:
可燃冰的危害:
天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时,对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷,而全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍,若有不慎,让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去,将产生无法想象的后果。
天然可燃冰呈固态,不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出,在从海底到海面的运送过程中,甲烷就会挥发殆尽,同时还会给大气造成巨大危害。为了获取这种清洁能源,世界许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。
参考资料来源:网络-可燃冰
8. 可燃冰究竟是什么能源为什么有人说未来有望取代石油
我们赖以生存的地球有着各种丰富的资源,但是由于工业革命之后,开始加速开采和破坏,有些不可再生资源也在日益减少,全球各国之前也逐步开始重视自己国家内的资源保护和环境保护,一种新型的高储备能源出现在人们的视野,那就是可燃冰。
以我们目前的技术,可燃冰暂时无法被人类大规模使用。在各种新能源的发展还不明朗,传统常规能源又出现供应压力的情况下,可燃冰的潜在优势非常明显,比页岩油的有过之而无不及,在未来完全有可能取代煤炭和天然气的地位。
9. 海底“可燃冰”是什么
冰是透明的水冻结而成的,很常见。然而世界上还有一种冰,人们对它所知甚少,它就是“可燃冰”。可燃冰还有另一个名字,叫做“天然气水合物”。
可燃冰的发现早在20世纪30年代
“可燃冰”三个字道破了它的用途——可以燃烧,它是继煤、石油和天然气后,人类发现的又一种新型的能源。就外表而言,它酷似冰,是一种透明的结晶。中国科学院汪品先院士曾在接受《科技日报》记者的采访时介绍,可燃冰的发现早在20世纪30年代。当年,人们发现天然气输气管道内形成白色冰状固体填积物,这种天然气水合物给天然气输送带来很大麻烦,石油地质学家和化学家便对如何消除这种天然气水合物进行了研究。20世纪60年代前,前苏联在开发麦索亚哈气田时,在地层中也发现了这种气体水合物,这时人们才开始把气体水合物作为一种燃料能源来研究。此后不久,西伯利亚、北斯洛普、墨西哥湾、日本海和印度湾等地方相继发现了天然气水合物。人们意识到,天然气水合物是一种全球分布的潜在能源,于是掀起了20世纪70年代以来的天然气水合物研究热潮。这种天然气水合物就是可燃冰。
可燃冰的形成有三个条件,首先是温度不能太高;第二是压力要够,但不需太大,0℃时,30个大气压以上就可能生成;第三是要有气源。据估计,陆地上20.7%和大洋底90%的地区具有形成可燃冰的有利条件。绝大部分的可燃冰分布在海洋里,其资源量是陆地上的100倍以上。可燃冰中的甲烷大多数是当地生物活动而产生的。海底的有机物沉淀经历了漫长的时间后,死的鱼虾、藻类体内都含有碳,经过生物转化,可形成充足的甲烷气源。另外,海底的地层是多孔介质,在温度、压力和气源三项条件都满足的情况下,会在介质的空隙中生成甲烷水合物的晶体。
可燃冰的主要成分是甲烷和水。甲烷是一种无色、无味的可燃气体。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质处于缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中,和水在温度2℃~5℃内结晶,在海底的低温与压力下形成可燃冰。
在不同的海域,环境条件各异,因此,可燃冰存储的水深也各不相同。在赤道海区,可燃冰存储在400~650米水深的海域,但在南、北两极,可燃冰存储在100~250米海深的沉积岩中。显而易见,这是极区与赤道的水温条件不同所致。
可燃冰极易燃烧,燃烧产生的能量比煤、石油、天然气产生的都多得多,而且燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物。不难想象,当人们解决了可燃冰的开发技术后,可燃冰就可以取代其他日益减少的化工能源(如石油、煤、天然气等),成为一种主要的能源。我国海洋开发方面的研究人员已经开始关注可燃冰,有的已开始对这一能源进行研究。然而,可燃冰的开采谈何容易,时至今日,石油天然气的开发技术已经比较成熟,而可燃冰的开发还有许多问题有待解决。如果将可燃冰从深海简单地提升,那么在升出海水的过程中,随着水深变浅,水的压力降低,水的温度升高,可燃冰会融化,可燃冰中的甲烷会释放出来,而可燃冰中的甲烷含量要超过自身体积的100多倍,有可能引起可燃冰灾害,还可能造成温室效应,影响大气温度。然而无论遇到多大的困难,人类总是会向可燃冰的藏身之地进军,并终将解决开采可燃冰的技术问题。
举世关注可燃冰
据估计,全球可燃冰的储量是现有石油天然气储量的两倍。目前,在世界各大洋中已经查明的可燃冰存储区已有60多处。据测算,仅在我国的南海,可燃冰资源量就达相当700亿吨石油,约相当于我国目前陆上油气资源量总数的二分之一。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下,可燃冰的出现燃起了人类对新能源的无限渴望。美国、俄罗斯、日本甚至还有印度都先后投巨资对可燃冰进行研究。美国总统科学技术委员会专门提出建议研究开发可燃冰,参议院、众议院有上千人提出议案,支持可燃冰的开发研究。目前美国每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。
10. 可燃冰是什么
可燃冰是天然气水合物,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气水合物分布于深海或陆域永久冻土中,其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,因此被国际公认为石油等的接替能源。
可燃冰分布范围:
可燃冰在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。在标准状况下,一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体。
在地球上大约有27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区,而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。
已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。由于采用的标准不同,不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。