理论教育 挑战可燃冰开采与应用——难在何处?

挑战可燃冰开采与应用——难在何处?

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:和石油、天然气相比,世界上至今还没有完美的开采和运输可燃冰的方案。二是“可燃冰”经常作为沉积物的胶结物存在,它的形成和分解能够影响沉积物的强度,进而诱发海底滑坡等地质灾害的发生。三是目前“可燃冰”的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。因此,可燃冰的试开采一直是一项世界性难题。据探测,我国南海海底的“可燃冰”带,总能量估计相当于我国石油总量的一半。

挑战可燃冰开采与应用——难在何处?

可燃冰在自然界的分布非常广泛,从其形成条件看,海底以下0到1500米深的大陆架北极等地的永久冻土带都有可能存在可燃冰。目前世界上已经有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。

但是,可燃冰的大规模商业开采却面临着许多困难。可燃冰是一种对外界环境比较敏感的物质,在低温高压的条件下才能稳定存在,一旦在常温常压下就会气化。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。和石油、天然气相比,世界上至今还没有完美的开采和运输可燃冰的方案。因此,多个国家虽然经过多年的探索,但始终没有掌握核心的开采技术。

据悉,阻碍可燃冰大规模应用的主要原因是可燃冰开采难度极大,这也是为什么当中国开采出来后全世界或欢呼或嫉妒的原因。

开采可燃冰主要面临着三个难题:一是“可燃冰”中主要成分是甲烷,它的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍,它比二氧化碳所产生的温室效应要大得多。一旦这些冰球从海底升到海面就会砰然而逝,最后变成一摊水。“可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏,甚至是自然的破坏,都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体进入大气,无疑会增加温室效应,进而使地球升温更快。二是“可燃冰”经常作为沉积物的胶结物存在,它的形成和分解能够影响沉积物的强度,进而诱发海底滑坡等地质灾害的发生。科学研究表明,由自然或人为因素所引起的温压变化,均可使水合物分解,造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。三是目前“可燃冰”的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。开采的最大难点是保证井底稳定,使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。这些方法要么技术复杂成本高昂,要么推广价值不大,不适合大规模作业。

可燃冰藏在海底以下大陆架和北极等地的永久冻土带(www.daowen.com)

海底开采可燃冰难题:一旦这些冰球升到海面就会砰然而逝

专家指出,可燃冰如果开采不当,发生泄漏等情况将对大气带来非常大的污染,据了解,甲烷的温室效应是二氧化碳的20多倍。同时,可燃冰因为结构的不稳定,在开采的时候容易引起海底滑坡,导致海啸等次生灾害。

因此,可燃冰的试开采一直是一项世界性难题。2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作,虽然成功出气,但最终由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。2014年-2016年期间,美国对墨西哥湾地区的可燃冰进行长期观测,并制定相应的开采计划,到目前为止也尚未有新的进展。据悉,美国、日本及加拿大等国计划于2020年对可燃冰实现商业化开采。

据探测,我国南海海底的“可燃冰”带,总能量估计相当于我国石油总量的一半。除了南海,我国东海也发现了“可燃冰”的踪迹,蕴藏量也很可观。更可喜的是,经过近20年不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新,实现了历史性突破。

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