可燃冰的研究现状与前景
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可燃冰研究报告可燃冰是一种在海洋和极地地区广泛存在的天然气水合物,是一种由水和天然气共同组成的结晶体,外观类似于冰。
目前,全球范围内对可燃冰的研究得到了迅速发展,对其开发利用的前景也受到广泛关注。
本文主要对可燃冰的特点、开发利用情况以及未来展望进行综述。
可燃冰的特点主要有以下几个方面。
首先,可燃冰蕴含丰富的天然气资源,具有潜在的巨大经济价值。
其储量超过传统石油和天然气资源的总和,极具开发潜力。
其次,可燃冰广泛分布于世界各地,特别是海洋和极地地区。
这些地区相对资源匮乏,可燃冰为这些地区提供了独特的能源资源。
此外,可燃冰还具有清洁环保的特点,相比传统化石燃料,其燃烧过程中产生的二氧化碳和硫化物排放极低,对环境影响较小。
目前,全球范围内对可燃冰的开发利用取得了一定的进展。
我国在可燃冰领域的研究始于1990年代,取得了一系列重要的研究成果。
2017年,我国在南海海域成功开采出了世界上第一个可燃冰试采样品,标志着我国可燃冰研究和开发取得重大突破。
此外,全球其他国家和地区也在积极投入可燃冰的研究和开发工作,包括美国、日本、加拿大等。
未来,可燃冰的开发利用前景广阔。
首先,可燃冰的开发利用可以有效缓解全球能源供应压力。
随着全球能源需求的不断增长,可燃冰作为一种丰富的天然气资源,可以为全球能源市场提供更多选择。
其次,可燃冰的开发利用可以推动地方经济的发展。
海洋和极地地区相对资源匮乏,可燃冰的开发利用可以为这些地区提供重要的经济支柱,促进当地经济的繁荣。
此外,可燃冰的开发利用还可以减少对传统化石燃料的依赖,从而实现能源结构的多元化和可持续发展。
综上所述,可燃冰作为一种潜在的能源资源,具有丰富的天然气储量、广泛的分布和清洁环保的特点。
目前,全球范围内对可燃冰的研究和开发工作取得了一定进展,但仍面临着诸多技术挑战。
未来,可燃冰的开发利用前景广阔,将为全球能源安全和可持续发展提供重要支撑。
新型可燃冰资源勘探开发技术研究随着能源需求的不断增长,石油和天然气等传统燃料的储量越来越受到限制,人们开始寻找新的能源来源。
近年来,可燃冰成为了备受关注的新能源,成为了人们关注的焦点。
可燃冰储量庞大,已经被认为是未来能源争夺中的重要资源。
在可燃冰勘探开发方面,各国都在进行积极探索和实践。
本文将从可燃冰资源的背景、开发技术和前景等方面进行详细的讨论。
一、可燃冰资源的背景1. 可燃冰的概念可燃冰是一种以甲烷为主要成分的天然气水合物,是一种类似于冰晶体的物质,其结构多为12面体。
可燃冰存在于深海和极地等低温高压环境中,主要由天然气和水组成。
由于储量庞大,可燃冰被誉为能源宝藏。
2. 可燃冰资源的储量世界各地都有可燃冰资源的储量,据国际能源署估计,全球可燃冰储量达到了3150万亿立方米,其中大部分是位于深海中的。
海洋可燃冰主要分布在北极、南极和西太平洋海域,尤其是日本、韩国、中国、美国等国的海域内发现了大量可燃冰资源。
在中国,可燃冰主要分布在南海和东海等海域,储量庞大,已成为中国能源领域的热门话题。
二、可燃冰开发技术1. 可燃冰开采技术低温高压是可燃冰形成和存在的必要条件,因此可燃冰的开采需要面对高温高压的环境。
目前可燃冰的开采主要有两种方法。
一种是采用水平钻井工艺,在冰层内控制压力和温度,通过管道和泵抽取可燃气。
另一种是采用深水平台技术,将可燃冰采集到水面上,再进行处理。
2. 可燃冰地下储存技术可燃冰储存于地下,为了在维持其结构完整性的情况下提取天然气,需要研究开发可燃冰地下储存技术。
常用的技术方法有:改变地下温度和压力环境、注入助燃气来增加可燃冰释放率等方式。
三、可燃冰的应用前景1. 可燃冰的应用领域可燃冰不仅可以作为重要的燃料资源,同时还可以应用于化学工业、食品保鲜等领域。
在燃料领域,可燃冰可以用来代替煤炭和石油等常规能源。
在化学工业领域,可燃冰可以用来制取天然气化学产品。
在食品保鲜领域,可以使用可燃冰制成冰块,以达到食品保鲜的效果。
可燃冰研究报告可燃冰研究报告一、可燃冰简介可燃冰,又称沉积物天然气水合物,是一种在极低温高压下形成的天然气水合物。
它是由水分子和天然气分子(主要是甲烷)组成的冰状结构体,外观类似冰。
可燃冰广泛存在于寒冷的海底沉积物中,也可在高寒地区的陆地上存在。
可燃冰储量丰富,是一种具有巨大潜力的新型清洁能源。
二、可燃冰研究现状1. 可燃冰勘探与开采技术可燃冰勘探与开采是一个相对复杂的过程。
目前常用的勘探方法包括声波测井和岩心取样分析等。
开采技术主要包括减压解离技术和热交换融化技术等。
研究人员在可燃冰勘探与开采技术上取得了较大进展,但仍面临着挑战。
2. 可燃冰环境效应研究可燃冰开采将产生大量的甲烷气体,而甲烷是一种强大的温室气体,对气候变化起着重要作用。
研究人员对可燃冰开采对气候变化的影响进行了深入研究,提出了一系列应对措施,如捕集并利用甲烷气体,减少温室气体排放等。
3. 可燃冰利用技术研究可燃冰是一种清洁能源,可以替代传统煤炭和石油等高污染能源。
研究人员在可燃冰利用技术上进行了广泛研究,包括燃烧技术、甲烷化技术和液化技术等。
这些技术的研究将推动可燃冰的大规模利用。
三、可燃冰研究的前景与挑战可燃冰具有巨大的潜力,可以为全球的能源供应提供新的选择。
它不仅具备丰富的储量,还是一种清洁能源,有助于减少温室气体的排放。
然而,可燃冰研究仍然面临一些挑战,如勘探与开采技术的进一步完善、环境影响的控制等。
四、可燃冰在中国的应用前景中国是可燃冰资源最为丰富的国家之一,可燃冰的开采利用对中国能源供应具有重要意义。
中国已经在可燃冰研究和开采上取得了重要进展,并开始了商业化开采试验。
可燃冰的应用前景在中国非常广阔,将有助于推动可持续发展和能源结构转型。
综上所述,可燃冰是一种具有巨大潜力的新型清洁能源。
研究人员在可燃冰勘探与开采、环境效应和利用技术等方面取得了重要进展。
未来的研究将进一步完善技术,解决相关挑战,并推动可燃冰的商业化应用。
2024年可燃冰市场需求分析引言可燃冰是一种新兴的天然气资源,具有丰富的储量和潜在的经济价值。
随着能源需求的不断增长和传统石油资源的逐渐枯竭,可燃冰市场需求正逐渐崭露头角。
本文将对可燃冰市场需求进行分析,包括市场潜力、需求趋势和影响因素等。
市场潜力可燃冰具有储量丰富、分布广泛、开采成本低等优势,被认为是未来能源的重要替代品。
根据研究机构的预测,全球可燃冰资源储量巨大,足以支撑长期的能源供应。
由于可燃冰的开采技术正在不断成熟,其商业化开采已经成为可能。
这些因素都表明可燃冰市场具有巨大的潜力。
需求趋势目前,全球能源需求不断增长,而传统石油和天然气资源的供应逐渐减少。
可燃冰作为一种新兴的能源资源,其需求趋势在逐渐上升。
可燃冰广泛应用于发电、工业生产和交通运输等领域,其应用前景广阔。
根据市场研究机构的数据,可燃冰市场规模正在快速扩大,预计未来几年将继续保持高速增长。
影响因素可燃冰市场需求受多种因素的影响,包括经济发展、环境政策和能源需求结构等。
首先,经济发展是推动可燃冰市场需求增长的主要因素。
随着全球经济的不断增长,能源需求也在快速增长,这促使对可燃冰的需求增加。
其次,环境政策也对可燃冰市场需求产生影响。
随着环保意识的提高,可燃冰作为一种清洁能源受到更多国家和地区的重视,这将进一步促进其需求增长。
最后,能源需求结构的变化也会影响可燃冰市场需求。
随着可再生能源的发展和应用,可燃冰在能源结构中的地位可能会受到一定影响。
结论可燃冰作为一种新兴的能源资源,具有巨大的市场潜力。
市场需求正处于快速增长阶段,未来几年将保持高速增长。
然而,可燃冰市场的需求受到多种因素的影响,包括经济发展、环境政策和能源需求结构等。
因此,在开发可燃冰市场的同时,需要充分考虑这些因素的影响,并制定相应的政策和措施,以推动可燃冰市场的健康发展。
以上为2024年可燃冰市场需求分析的内容,总字数约为1500字。
在分析中,我们对可燃冰市场的潜力、需求趋势和影响因素进行了详细的阐述。
中国可燃冰开发现状及应用前景可燃冰,一种新型的能源资源,因具有高能量密度、清洁环保等特点而备受。
中国作为全球最大的可燃冰储量国之一,拥有丰富的可燃冰资源,其开发利用对于保障国家能源安全、推动经济发展具有重要意义。
本文将详细介绍中国可燃冰的开发现状及其在能源、工业、环保等领域的应用前景。
可燃冰,又称天然气水合物,是由天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质。
中国可燃冰资源主要分布在南海、东海、青藏高原等地。
作为全球最大的可燃冰储量国之一,中国探明的可燃冰储量占全球的1/3以上。
目前,中国已具备成熟的可燃冰开采技术,主要采用水力压裂和解码技术。
通过在目标区域建立钻井,将高压、低温的水注入井中,使可燃冰分解为天然气和水,再通过管道将天然气输送到地面。
(1)现状:中国可燃冰开采处于试验阶段向商业化过渡的阶段,多个国家级和省级科研团队在进行可燃冰开采及利用的研究。
同时,中国政府积极推进可燃冰产业化发展,已有多家能源企业开始进行可燃冰的试采工作。
(2)挑战:可燃冰开采过程中可能会引发地质灾害、生态环境破坏等问题。
同时,可燃冰的开采、储存和运输等技术还需进一步完善,以降低成本、提高效率。
政策法规和标准体系也需要不断完善,以加强对可燃冰资源的保护和合理开发利用。
可燃冰作为一种清洁、高效的能源资源,具有广阔的应用前景。
在能源领域,可燃冰可用于替代煤炭、石油等传统能源,减少污染物排放,降低对环境的影响。
可燃冰还可作为船舶、航空器的燃料,满足远距离运输的需求。
在工业领域,可燃冰可用于生产化工原料、合成材料等。
例如,通过可燃冰制备的氢气可以用于生产合成氨、甲醛等化工品;可燃冰还可以作为原料合成聚合物材料,提高工业生产的效率和环保性。
可燃冰具有较高的燃烧值,可以替代煤炭等传统能源用于城市供暖、区域供冷等领域,减少污染物排放对环境的影响。
可燃冰的燃烧产物只有水和二氧化碳,是一种理想的能源替代品。
未来,中国应加强可燃冰开采、储存、运输等技术的研发与创新,提高开采效率和经济性。
2024年可燃冰市场规模分析引言可燃冰作为一种新兴的天然气资源,具有巨大的潜力和广阔的市场前景。
本文旨在对可燃冰市场规模进行全面分析,探讨其发展趋势和影响因素,为相关产业提供参考信息。
可燃冰概述可燃冰是一种存在于海底和极地地区的燃料资源,主要由冰和甲烷组成。
其含量丰富,燃烧后产生的二氧化碳较少,被广泛看作清洁能源替代品。
2024年可燃冰市场规模分析市场规模概述可燃冰市场规模是指可燃冰资源所能提供的总燃料量。
根据各国的勘探结果和预测,全球可燃冰储量庞大,预计在未来几十年内会成为一个巨大的能源市场。
区域市场规模分析从地域上来看,可燃冰市场规模主要集中在北极地区和东亚地区。
北极地区的可燃冰资源储量丰富,具有巨大的开发潜力。
而东亚地区则是目前可燃冰市场发展最为迅速的地区之一,这主要得益于中国、日本和韩国等国的积极投入和相关政策的支持。
市场规模的增长趋势随着可燃冰技术和开发设备的不断发展,可燃冰市场规模呈现出逐年增长的趋势。
预计随着新技术的引入和成本的降低,可燃冰市场规模将进一步扩大。
影响因素分析可燃冰市场规模受多种因素的影响,包括政策法规、能源需求、技术进步、价格波动等。
政府的支持政策和投资是推动可燃冰市场规模扩大的重要因素之一。
在能源供需结构转型的背景下,可燃冰作为一种清洁能源替代品,市场需求也将对市场规模产生积极影响。
结论可燃冰市场规模在全球范围内呈现出快速增长的趋势。
不仅北极地区、东亚地区,其他地区的可燃冰资源开发也具有巨大的潜力。
政策支持、技术进步和能源需求的增长将推动可燃冰市场规模的扩大。
然而,由于可燃冰开采和开发存在技术和环境风险,市场规模的实现还面临一定的挑战。
随着相关技术的进一步发展和政策的完善,可燃冰市场有望成为未来能源市场的重要组成部分。
可燃冰行业分析报告可燃冰是一种深海及北极地区的天然气水合物,它是由水和天然气结合在一起形成的。
随着全球能源需求的不断增长以及传统能源资源的枯竭,可燃冰已经成为了人们关注的热点话题。
在这份报告中,我们将对可燃冰行业进行一次全面深入的分析。
定义可燃冰是一种深海气水合物,其化学组成类似于天然气,但能量密度更高。
可燃冰最初被发现于1979年,并在1998年被确定为中国的能源战略之一。
它是一种环保、清洁的能源,可与风能、太阳能等新能源共存。
分类特点可燃冰包含两种类型,一种是深海可燃冰,一种是陆上可燃冰。
深海可燃冰存在于海洋中的深水区域,而陆上可燃冰则存在于寒带永久冻土层之中。
深海可燃冰亦具有以下特点:1. 能源含量大:可燃冰中蕴含的天然气储量是传统天然气储量的数倍;2. 环保清洁:可燃冰燃烧不产生污染物,远低于传统化石能源的排放标准;3. 可再生性强:可燃冰由海水和天然气组成,是一种可再生、充足的能源资源。
产业链可燃冰产业链主要由勘探、开发、生产、加工和销售环节组成。
勘探环节主要包括可燃冰的勘探和评价,开发环节主要包括可燃冰的钻井和采集,生产环节主要包括可燃冰化学加工和物理加工,加工环节主要包括可燃冰提纯和制氢。
销售环节则可以分为国内市场和国际市场。
发展历程早在1979年,日本学者已经在太平洋海域发现了天然气水合物,但当时尚未引起全球能源领域的重视。
21世纪初,全球能源需求增长加速,传统化石能源资源日益枯竭、价格不断攀升,推动了可燃冰的发展。
中国率先在2002年推出了“可燃冰取之不尽,用之不竭”的口号,并在2017年成功取出了首块海洋可燃冰样品。
目前,美国、日本、印度和加拿大等国家也在积极开展可燃冰研究与勘探。
行业政策文件为促进可燃冰的开发与利用,我国政府制定了一系列相应的政策文件,其中包括《中华人民共和国可燃冰条例》、《国务院关于加快推进可燃冰勘查开发利用的若干意见》等,旨在加速可燃冰产业的发展。
经济环境可燃冰对我国的经济和国家安全具有重要意义,它能够缓解我国的能源供应压力,推进我国能源大变革。
1.可燃冰的定义:可燃冰是一种天然的气体水合物,由甲烷和水构成,冰样物质中富含天然气。
可燃冰是一种极为丰富的矿产资源,被认为是未来能源的重要替代品。
2.行业发展状况:2024年,全球可燃冰行业进入了一个新的发展阶段。
各国纷纷加大了对可燃冰资源的开发力度,进行了大量的科学研究和试采工作。
中国、日本、韩国等亚洲国家成为全球可燃冰研究与试采的领先者。
在中国,2024年是可燃冰行业发展的重要一年。
中国成功实现了可燃冰试采,并取得了一系列突破性进展。
中国的可燃冰试采工作主要集中在南海北部的神狐海域和东海的沉远海域。
通过试采,中国成功提取了可燃冰资源,并进行了初步的利用和应用实验。
这对中国的能源开发和环境治理具有重要意义。
3.行业投资情况:2024年,全球可燃冰领域的投资规模不断扩大。
各国政府、能源公司和研究机构纷纷加大了对可燃冰领域的投入力度。
在中国,政府对可燃冰行业的支持力度不断增加,投资额度大幅度提升。
同时,许多企业与研究机构也积极参与了可燃冰的科研开发和试采工作。
这些投资为可燃冰行业的发展提供了强大的动力和资源保障。
4.行业挑战与机遇:在可燃冰行业的快速发展背后,仍面临一些挑战。
首先,可燃冰的开发技术和环境保护问题是一个重要的考验。
目前,可燃冰的开采技术还不够成熟,存在一定的技术难题和风险。
同时,可燃冰的开采过程可能会对环境产生负面影响,需要采取一系列环保措施来减少对环境的损害。
然而,随着技术的进步和经验的积累,可燃冰行业也面临巨大的机遇。
首先,可燃冰作为一种新兴的能源资源,具有巨大的潜力和广阔的市场前景。
其丰富的资源量和低碳化的特性使其成为未来能源的重要替代品。
其次,可燃冰的开采和利用可以带动相关产业链的发展,促进经济增长和就业机会的增加。
这些机遇将激励行业参与者继续加大投入力度,推动可燃冰行业的发展。
5.行业前景展望:2024年可燃冰行业的发展奠定了重要的基础。
各国纷纷加大了对可燃冰资源的发现和开采工作,取得了一系列重要突破。
2024年可燃冰市场前景分析可燃冰作为一种新兴资源,具有丰富的储量和广泛的开发价值,对于能源市场和环境保护都具有重要意义。
随着能源需求的不断增长和传统能源资源逐渐减少,可燃冰的开发和利用逐渐成为国内外能源领域的热点话题之一。
本文将对可燃冰市场前景进行深入分析。
1. 可燃冰资源概述可燃冰是一种以冰为主要成分,同时含有天然气的沉积物,在寒冷的海洋地区和高海拔冰河地区广泛存在。
它是一种未经开发利用的清洁能源资源,其中蕴藏着丰富的甲烷等天然气,具有巨大的经济和环境利益。
2. 可燃冰市场潜力2.1 资源储量丰富可燃冰资源的储量丰富,全球可燃冰资源储量被认为是传统天然气储量的两倍以上。
据国内外权威机构估计,我国可燃冰资源的潜在储量达到上万亿立方米,居世界前列。
这种丰富的资源储量为可燃冰的商业化开发提供了强大支持。
2.2 清洁能源的重要替代品可燃冰燃烧产生的二氧化碳排放较少,是传统化石燃料的重要替代品之一。
由于全球环境保护意识不断增强,清洁能源的需求日益旺盛,可燃冰作为清洁能源的重要来源之一,具有巨大的市场潜力。
3. 可燃冰市场挑战3.1 技术难题可燃冰开采存在较大的技术难题,主要表现为开采、输送、储存等环节技术尚不成熟。
目前,我国在可燃冰开采技术方面已取得一定突破,但与国外相比还存在一定差距。
技术难题的解决将直接影响可燃冰市场开发的进程。
3.2 高成本挑战可燃冰开采和利用的成本较高,包括开发、开采、运输等方面的投入都较大。
同时,由于技术尚不成熟,开发过程中可能会遇到一系列的问题和挑战,增加了可燃冰商业化的风险和成本。
4. 可燃冰市场发展趋势4.1 政策支持推动各国政府普遍支持可燃冰的开发和利用,通过出台相关政策和法规,为可燃冰市场提供政策支持和监管保障。
政策的积极推动将进一步推动可燃冰市场的发展。
4.2 国际合作加强可燃冰资源分布广泛,国际合作是加速可燃冰商业化开发的关键。
各国在可燃冰开采、利用技术和经验等方面进行合作交流,共同解决技术难题,推动可燃冰市场的繁荣发展。
可燃冰行业现状分析报告可燃冰是一种深层海洋或极地冰冻地下存在的天然气水合物,具有丰富的资源潜力和广泛的应用前景。
随着能源需求不断增加和传统能源资源逐渐枯竭,可燃冰被视为未来能源革命的重要发展方向。
本文将从资源储量、开采技术、应用前景等多个方面对可燃冰行业的现状进行分析。
首先,就可燃冰的资源储量来看,全球范围内可燃冰资源储量巨大。
我国是全球可燃冰资源储量最丰富的国家,资源总量估计在1.5亿亿立方米以上。
然而,由于可燃冰储藏地点多位于海洋极深水域和极地地区,开采难度巨大,目前无法通过常规方法进行开采,所以资源的商业化开发面临很大挑战。
其次,可燃冰开采技术的研发与应用也是该行业的关键。
目前,可燃冰的开采技术主要包括热力法、机械法和化学法。
这些技术相对成熟,但仍然面临着许多技术难题。
例如,在热力法中,如何有效地控制冰融化速度以及防止高甲烷浓度造成爆炸风险等问题仍待解决。
此外,可燃冰开采过程中存在低温高压环境、设备腐蚀等问题,对材料和设备提出了更高的要求。
因此,技术的进一步突破将极大推动可燃冰行业的发展。
再次,可燃冰的应用前景令人振奋。
燃烧可燃冰可以产生大量的热能和清洁的二氧化碳排放,相较于传统燃煤和石油,可燃冰的燃烧效率更高、环保性更好,有望成为替代传统能源的主要选择。
此外,可燃冰还可以用于工业制冷、液化天然气生产、氢能源生产等领域,具有广泛的应用前景。
特别是在我国,可燃冰的开采和利用可以极大缓解能源压力和环境污染问题,对于能源结构调整和可持续发展具有重要意义。
然而,需要注意的是,可燃冰的商业化开发仍面临众多挑战。
首先是成本问题,由于可燃冰的开采难度大、技术要求高,导致开采成本相对较高。
其次是环境风险问题,可燃冰开采可能对周边生态环境产生潜在影响,如洪涝灾害、海洋生态系统受损等。
此外,可燃冰市场的发展仍面临国际市场需求、能源政策等多方面因素的影响。
因此,在推动可燃冰行业发展的过程中,需要加强技术研发和环境保护,同时积极开拓国际市场,提高可燃冰的商业化开发水平。
可燃冰的研究现状与前景作者:丁蟠峰杨富祥程遥遥来源:《当代化工》2019年第04期摘 ;;;;;要:可燃冰是目前公认最佳的替代能源和清洁能源,分布范圍广,开发利用潜力大。
综合介绍了可燃冰的形成条件及世界分布情况,阐述了可燃冰开采方法以及开采过程中面临的挑战,最后对可燃冰的发展趋势做了展望。
关 ;键 ;词:可燃冰;清洁能源;开采方法中图分类号:X382 ;;;;;;文献标识码: A ;;;;;;文章编号: 1671-0460(2019)04-0815-04Abstract: Combustible ice is recognized as the best alternative energy and clean energy at present. It has a wide range of distribution and great potential for development and utilization. In this paper, the formation conditions and world distribution of combustible ice were introduced. The mining methods and challenges in the mining process were described. The future development trend of combustible ice was also prospected.Key words: Combustible ice; Clean energy; Mining method天然气水合物( Natural Gas Hydrate,简称NGH),也叫“可燃冰”(化学式为CH4·8H2O),主要呈冰状白色结晶固体,是现今最具开发价值的非常规能源。
其主要分布于深海地层和永久冻土层中,资源量巨大,燃烧热值高,每立方米天然气水合物在标准大气压下能释放出164 m3的天然气和 8 m3的水。
据推算,世界天然气水合物资源储量比现存石油、煤炭与天然气总量的2倍还多,按目前消费速度,可供全球人类1 000年生产使用。
如今全球超过100多个地区与国家已钻获可燃冰实物样品,各国政府与专家开始着手勘探与研究。
1 ;可燃冰简介1.1 ;可燃冰的形成可燃冰形成必须是在低温高压状态下,其温度必须满足在0 ~10 ℃,超过20 ℃时易分解;压力需大于10 MPa,在0 ℃时,30个以上标准大气压才可能形成;充足的气、水是必要条件,而一定的空隙结构则是其生长条件[1]。
除此之外地质构造,含水介质,pH值也是影响可燃冰形成的重要原因。
1.2 ;可燃冰的分布可燃冰于20世纪60年代首次被发现[2],据勘测研究发现,可燃冰主要存在于冻土地区和海洋环境(深海和浅海环境均有)。
98%在海洋环境,2%在冻土地区。
而已发现的可燃冰大多存在于陆地上的永久冻土区及陆地边缘的海底深层砂砾中[3]。
就全球而言,可燃冰主要储存于海底之下0~1 500 m的松散沉积岩中。
国内的可燃冰主要分布在两个地区,一个青海和西藏的冻土区,另一个就是南海。
青藏高原以冻土带为主,因此可能储藏大规模的可燃冰资源。
其次,我国南海的可燃冰储量相当丰富,全球可燃冰含量大约是2.1×1016 m3,而我国南海大约含有6.4×1013 m3。
1.3 ;可燃冰研究开发现状1.3.1 ;国外可燃冰研究开发现状正是可燃冰清洁无污染、分布范围广、资源量大等优势,及寻求可替代能源的决心,使人们对可燃冰的开采工作掀起一股热浪。
调查表明,至今已有30多个国家对可燃冰物性进行研究与分析,随着科技的不断发展,可燃冰的开发测试和勘查技术日渐趋于成熟,但可燃冰的安全商业化开采技术仍需不断改进与创新。
表1为一些主要国家可燃冰的发展现状。
此外,印度在1995年制订了5年期《全国气体水合物研究计划》,1997年开展了天然气水合物特性研究工作,2006年获取天然气水合物样品,推测其蕴藏量约1 894万亿m3。
2007年,韩国获取天然气水合物样品,2008年确认周边海域可燃冰矿区,并对其储量进行初步估计。
一些发达国家和部分国际组织也进行了与天然气水合物能源相关勘探研究与开发技术储备等工作[6-8]。
1.3.2 ;我国可燃冰研究开发现状据调查显示,我国有2.15×106 km2冻土带,其蕴含可燃冰储量高达3.5×1010 t油当量,而我国海域可燃冰储量为4×109 t油当量。
虽然我国可燃冰勘察研究比发达国家起步晚,但随着近几年来国际研发合作拓展,国家对可燃冰工业化开发的重视,可燃冰研究也取得了一定进展,勘探开发技术差距也在逐渐缩小。
表2为我国可燃冰发展现状。
从中国发展战略规划及天然气水合物研究开发方案看出,2006年至2020 年为初步探查阶段,2020年至2030年为开采初期阶段,截至2050年,我国可燃冰发展达到商业化开采阶段[10]。
2 ;可燃冰开采方法可燃冰在世界分布范围广资源蕴藏量大,其开采技术也不完善,且在常温和常压条件下极不稳定,所产生的温室效应要比CO2高20多倍,不仅破坏海洋稳态平衡,甚至引起大陆架边缘的动荡,导致灾难性海啸。
因此目前对可燃冰的开采技术还处在探索阶段,还有一系列的技术难题需要攻破。
目前主要的传统开采法有:降压法,热激法及化学试剂注入法等,提出的新方法有CO2置换封存法,冷钻热采法和固体开采法。
下面对几种新方法进行详细介绍。
2.1 ;CO2置换封存法CO2置换封存法是CO2海底封存技术与CO2置换CH4技术相結合提出的能利用CO2达到高效开采的新方法,通过制备提取天然气水合物中的天然气,还能发挥缓解温室效应的作用,有广泛的商业价值前景和环境效益。
近年,联合国“政府间气候变化委员会”已经把海底固碳作为缓解温室气体的一种新型方法应用于实际当中。
CO2置换法最早是由Ohgaki等[11]提出,其原理如图1所示,CO2分子在范德华力作用下将围绕在CH4气体分子周围的H2O分子吸引过来使原本在 CH4气体分子周围和H2O分子之间的H键断裂,形成游离态的H2O分子,同时随着H2O分子逐渐离开,使处在里面的CH4气体分子游离出来。
CO2海底封存法理论上有很高的实践性,同时具有很高的技术水平,过去200年来,全球人类排放到大气中的CO2据研究显示约1.3万亿t,而海洋能溶解其中的30%~40%[12],将CO2封存于海洋中是比较理想的方法,CO2封存于海底主要有两种形式:液态封存和固态封存[13]。
CO2海洋封存示意图如图2所示。
目前,美国,加拿大,等国开展CO2海底封存研究与实践,并表明CO2海底封存技术有良好的发展前景。
CO2置换封存法通过钻井平台,采气管道,分离塔,压缩系统和供热设备,通过压力差,将CO2安全有效地注入来保证CH4连续生产,不仅减少了大气中的CO2,还保证了海底沉积层的稳定性。
虽然CO2置换封存法并未在实际中加以运用,相信在可燃冰开采的未来有广泛的应用前景。
同时,若将CO2封存于海底,是否会影响海底pH值变化,又会对海洋生物造成何种影响尚不可知。
2.2 ;冷钻热采法2017年5月,随着“蓝鲸一号”海上钻井平台用降压法首次试采成功,中国对可燃冰勘探开发技术进一步提升。
历经10多年技术攻关,吉林大学相关科研团队成功研发出国内外首创的天然气水合物冷钻热采关键技术[14]。
该技术的关键创新点[15-19]:(1)发明天然气水合物孔底快速冷冻取样方法,提出了主动式降温实现被动式降压技术,开采取样时,运用强制冷冻技术使用液氮来控制水合物温度(-30 ℃),达到防止水合物分解的目的。
(2)提出钻井液“动态强制制冷”技术。
由载冷剂箱和连轴泥浆泵连接换热而组成制冷机组,解决钻进中泥浆温度过高使水合物分解,达到了水合物取样的温度标准。
2.3 ;固体开采法固体开采法最早是直接获取海底固态天然气水合物,将天然气水合物输送至浅水区通过搅拌或其他物理化学方法对其进行稳定性分解,如图3所示。
近年来,这种方法逐渐成为混合开采法:①在原地将水合物分离为气液混合物,采集混合泥浆。
②将混合泥浆输送至作业船与生产平台处理,让天然气水合物进行完全分解,达到获取天然气的效果。
此方法依靠海水温度的能量,抑制水合物分解。
由于水合物从深水区输送至浅水区历经三相流动且需要消耗大量能量。
因此,对于商业化生产还有很多技术难关需要攻克。
3 ;面临的挑战虽然可燃冰作为新能源开采前景广阔,但仍面临着一些挑战,如对环境所带来的不利影响,开采方法及相关技术尚不成熟,开采成本较高等一系列问题。
若无安全高效的开采技术为前提,由于可燃冰开采不当而发生CH4泄漏,将会造成大陆架边缘动荡从而引发海底塌陷、滑坡、海啸等地质灾害,打破生态平衡;开采技术同时面临着巨大的挑战,在开采技术层面尚未找到一个适合现状的高效率、低风险的方法,此外,勘探找矿选区难度较大,海域水合物地震勘查识别的精度和准确性较低,冻土区水合物勘查识别仍缺乏有效方法[20,21];目前,开采天然气水合物需要耗费高昂的成本与费用。
在技术与成本高负荷下,想要使可燃冰达到商业化开采还需很长时间,只有攻破技术难关,成本才能随之降低。
4 ;展望我国现阶段石油的进口依赖度达到60%,依靠煤炭发电,由此引发的环境问题也愈发严重。
随着经济发展,我国对高效清洁能源的需求逐日增加,对新型可替代能源的勘探与开发的重视程度也在逐年上升。
国家在“十二五”规划中强调指出要加快可燃冰能源探查步伐及基础设施建设,寻求时机完成试开采任务。
并于2017年11月,国土资源部批准可燃冰为我国第173个新矿种。
同时,我国也正在对可燃冰开采技术进行自主研发与创新,形成我国特色的开发技术体系,积极向它国学习先进技术借鉴其实践经验,发展本国储量优势,鼓励发展高效替代能源改变能源生产结构,加强国家间相互交流与合作。
虽然我国可燃冰的开采技术才刚刚起步,但随着南海试采成功,我国对可燃冰的开采技术也得到了进一步提高,相信在政策法规的不断健全,理论与技术日益改善下,达到可燃冰工业规模与商业化开采将指日可待。
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