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首都科学讲堂496期—《燃烧吧,大海》

作者:来源:发布于:2017/07/04

  

    本期首都科学讲堂邀请到了中国地质调查局青岛海洋地质研究所研究员——龚建明先生,他给大家带来《燃烧吧,大海》的科普讲座。现场观众热情高涨,专家娓娓道来,为我们讲解了什么是可燃冰,可燃冰蕴藏的地点和开采的重要意义。

                    

    中国国土资源部地质调查局于2017年5月18日在南海宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,中国首次试采海域天然气水合物(又称可燃冰)获得成功,是中国能源开发的一次历史性突破,对推动能源生产和消费革命具有重要且深远的影响。据悉,仅南海海域可燃冰资源储存量就相当于1000亿吨石油。
  可燃冰是在高温高压条件下,由天然气与水形成的类冰状结晶物质,因外观像冰而且遇火燃烧,所以被称为“可燃冰”,化学名叫天然气水合物。可燃冰颜色各异,大部分是白色的,而在美国墨西哥湾海底则发现黄色可燃冰。可燃冰形状也各不相同,我国在珠江口东部海域发现的可燃冰有块状、层状、结合状和分散状等不同状态。
  大部分可燃冰可以燃烧,但二氧化碳可燃冰是不可燃烧的。可燃冰的发现经历了漫长的过程。1810年天然气水合物首次在实验室合成。1934年,前苏联在输气管道发现天然气水合物。1970年,科学家首次在DSDP岩心中发现可燃冰,并正式提出天然气水合物的概念。
  可燃冰存在的地方需要满足四个条件:温度低(低于0摄氏度-10摄氏度)、压力高(大于50个大气压)、天然气供给充足、储集空间大。像西西伯利亚、青藏高原的冻土带和中国南海、美国布莱克海苔的深海区,都是满足可燃冰存在条件的区域。目前,全球共发现了234处可燃冰产地,其中49处获得了可燃冰样品。有可燃冰存在的深海海底有火焰状的羽状流,周围有诸如贻贝、管状蠕虫、菌席等特殊生物,并且在周围存在甲烷渗漏等气体泄漏现象。像麻坑、泥火山处极有可能蕴藏可燃冰资源。另外,有可燃冰存在的冻土区的主要特征也是察看周围有否有气体泄漏现象。
  研究可燃冰意义重大。可燃冰资源量丰富,据目前估计,它的资源量是我们现在已经发现的煤、石油、天然气总资源的两倍。可燃冰的密度大,一立方的可燃冰如果全部释放,可以释放出164方的天然气。在运输方式上,可以采用固体的形式运输,减少运输难度。有些专家预计常规的石油、天然气可能会在今后几年面临枯竭危机。据报道,中国的可燃冰资源可满足我国200年的资源需求。可燃冰的前景较好,但在开采中也会面临环境效益的问题。可燃冰分解可能会造成全球气候变化并引发海底地质灾害。可燃冰释放的大量甲烷气体会形成温室效应,使全球温度升高,气候变暖。我们需要采取措施兼顾开采和环保。
  我国的可燃冰主要分布在南海和祁连山区域。在南海曾进行了几次重要的水合物调查:2004年开展东沙中德合作调查;2007年在神狐海域首次钻获天然气水合物实物;2013年实现了珠江口外天然气水合物的重大突破。祁连山附近的木里钻探区,海拔将近4000米,气候恶劣,我们的科研工作者不断克服困难,最终于2008年在祁连山的岩石缝隙中首次发现水合物。目前,可燃冰试开采工作仍在继续,未来前景一片光明。

                    
  讲堂结尾是观众与龚先生的互动环节。龚先生说可燃冰的密度大,体积小,释放能量多,未来很可能成为一种新能源,对我们新能源汽车有所帮助。可燃冰存在于低温高压,水深大于500米的海域,而我们的黄海海域水位较浅,不可能存在可燃冰。理论上说可燃冰只有固态,但它分解后会变成气态,和我们常规的天然气一样。目前各个国家都是“在自己家门口开采”,还不会引发争端。可燃冰目前的开采量小,对环境影响不大。我们可以用二氧化碳储存法,即用二氧化碳替换甲烷气体,形成一种叫二氧化碳的可燃冰,一边抽甲烷,一边注入二氧化碳,使地层保持稳定。我国的可燃冰开采工作注重开发与保护并存,力争实现可持续发展。关于可燃冰广阔的未来,就让我们拭目以待吧!
  首都科学讲堂同时实现网络直播,当天“北京时间”在线点击量达到16万次。

 

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