可燃冰是什么?
天然氣水合物是籠形包合物的一種。它是在一定條件(即合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、pH值等)下由水和天然氣組成的類似冰狀的、非化學(xué)計量的、籠形結(jié)晶化合物,因其遇火即可燃燒,所以也被稱為“可燃冰”??扇急捎没瘜W(xué)式M·nH2O來表示,其中M代表水合物中的氣體分子,n為水合指數(shù)(即水分子數(shù))。
天然氣組分如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等同系物以及二氧化碳、氮、硫化氫等均可形成單種或多種天然氣水合物,但形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷。對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物,通常又稱為“甲烷水合物”。
在范圍內(nèi),可燃冰存在于大陸架邊緣、陸上凍土帶,或在1萬5千年前,由于海平面上升淹沒過去的離岸殘留的凍土帶??扇急部梢詮某练e物之下開采,如世界上zui大的淡水湖—貝加爾湖。
自然界中可燃冰的穩(wěn)定性取決于溫度、壓力及氣-水組分之間的相互關(guān)系,這些因素制約著可燃冰僅分布于巖石圈的淺部,地表以下不超過2000米的范圍內(nèi)。已發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物主要存在于北極地區(qū)的*凍土帶和世界范圍內(nèi)的海底、陸坡、陸基及海溝中。
99%的可燃冰存在于海底的可燃冰穩(wěn)定帶之中。“天然氣水合物相圖”表示了可燃冰生成的水深-溫度-壓力的關(guān)系。溫度越低,水越深,水壓力越大,可燃冰越利于生成。
可燃冰是清潔能源嗎?
幾乎沒有一篇文章不貼上“可燃冰是清潔能源”的標簽。清潔能源是指再生能源和核能,可燃冰是未被人類利用的新能源,但被吹成的清潔能源,那就過分了。可燃冰只是一種非常規(guī)天然氣,屬于化石燃料的一種。非常規(guī)天然氣有致密天然氣、煤層氣、頁巖氣和可燃冰(天然氣水合物)。非常規(guī)天然氣用天然氣資源金字塔(resource pyramid for natural gas)來描寫,見圖。
天然氣儲層級別越低,就意味著滲透率降低,開采程度越困難。這種低滲透氣藏的滲透率按照:致密氣→煤層氣→頁巖氣→天然氣水合物的順序遞降;其儲量卻按此順序增加,它們都比高滲透的常規(guī)天然氣藏豐富得多。而可燃冰廣泛分布在海底,雖然開采難度遠比前三者難,但儲量極為豐富。
清潔能源與化石燃料區(qū)別于二氧化碳的排放,清潔能源少排放或不排放,而化石燃料燃燒時,大量排放二氧化碳造成氣候變暖。能源署(IEA)公布的化石燃料燃燒時二氧化碳排放量的數(shù)據(jù)如下表。
看出來了吧!天然氣燃燒排放也不少。千萬不要按家庭主婦燒飯的邏輯,燒柴不清潔,燒天然氣清潔,得出天然氣就是清潔能源的結(jié)論,把在廚房烹飪沒有像燒柴的煙霧作為標準,正好說反,柴薪是生物質(zhì)燃料,植物經(jīng)光合作用吸收二氧化碳,燃燒時又放出二氧化碳,構(gòu)成了地球上二氧化碳的小循環(huán),沒有增加大氣的二氧化碳含量。柴薪屬于清潔能源。2014年使用木材顆粒(Wood Pellet)2410萬噸,主要是歐美國家,2015年又翻了半倍。大量使用并解決煙霧排放,但中國的木材顆粒燃料發(fā)展很慢。
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