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益耳山

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可燃冰开采面临四大挑战  

2017-05-21 07:38:16|  分类: 知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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全球可燃冰资源量约为20万亿吨油当量,是常规天然气地质资源量的50倍、煤炭及石油和天然气总含碳量的两倍。已有30多个国家和地区开展了可燃冰的调查研究,全球都处在试验开采的阶段,还远远不能实现商业化开采。

截至2010年,全球范围内已直接或者间接发现的可燃冰矿点有230处,其中97%的水合物矿点集中在海洋,剩下的3%水合物矿点主要位于陆地冻土带。

世界上已调查发现并圈定的可燃冰主要分布在西太平洋海域的白令湾、鄂霍次克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、南海海槽、苏拉威西海、新西兰北岛;东太平洋海域的中央海槽、北加利福尼亚-俄勒冈滨外、秘鲁海槽;大西洋海域的美国东海湾外布莱克海台、墨西哥湾、加勒比海、南美东海岸外陆缘、非洲西海岸海域;印度洋的阿曼海湾;北极的巴伦支海和波弗特海;南极的罗斯海和威德尔海,以及黑海、里海和贝加尔湖。

考虑到可燃冰前景广阔,世界各国都对其勘探开采给予高度重视。可燃冰的商业化开采还面临技术难、成本高、环境风险大等诸多挑战,未来十年内难以解决。这主要是因为可燃冰开采面临四项主要挑战。

首先,世界各国对“可燃冰”的开采仍处于研究试验阶段,还没有成熟完美的开采技术,但有3 种开采方案。

其一,热解法。利用“可燃冰”在温度升高时会自动分解的特性,通过加温方式向可燃冰层注入热能,使其由固态分解出甲烷气体。这种开采方式基本上已获得成功,但整个开采过程要对甲烷进行两次分离,还要消耗大量能源来加热温水。

其二,置换法。将化学试剂注入“可燃冰”层中,使其与可燃冰发生反应,改变可燃冰的稳定平衡状态,使其发生失稳作用而进行开采。这种方法同“热解法”一样,对甲烷气体难以进行有效的收集,布设收集管道是个难题。

其三,降压法。“可燃冰”层下面往往存在游离的天然气,这些天然气被抽出后便能降低矿层的压力,使矿层中的“可燃冰”由于压力减小而失稳分解。

无论采用哪种方案,由于“可燃冰”结构的特殊性和海底环境的复杂性,对“可燃冰”矿藏的开采都将极其困难。

在技术难度之外,开发成本过高也是制约可燃冰开采的一个重要原因。目前可燃冰开采成本平均高达每立方米200美元,即使按照1立方米可燃冰可转化164立方米的天然气来换算,其成本也在每立方米1美元以上,这远高于通过成熟技术开采常规天然气的成本。

制约可燃冰开采的第三个瓶颈即环境风险,主要表现在两个方面。

可燃冰稳定性较差,一旦汽化,“封存”它的海底沉积物会失去稳定,不仅对海底管道、通信电缆和开采平台以及科学仪器造成破坏,而且还有可能造成大陆架边缘动荡从而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸。

另一环境风险为可燃冰在开采过程中可能会造成成分泄露。可燃冰成分复杂,有甲烷,二氧化碳,还有乙烷和丙烷。全球可燃冰中蕴含的甲烷量约是大气圈中的3000倍,而可燃冰分解产生的甲烷进入大气的量即使只有大气甲烷总量的0.5%,也会明显加速全球变暖的进程。

  

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