知乎视频www.zhihu.com先来看一个实验,这是一个颜色有点特殊的火焰,将木棒沾点水,放在它的上面一段时间后让人目瞪口呆...
先来看一个实验,这是一个颜色有点特殊的火焰,将木棒沾点水,放在它的上面一段时间后让人目瞪口呆的事情发生了,木棒竟然结冰了。
不知道你们看完这个实验,想到了什么,反正我的脑海里蹦出了一个词:可燃冰。
没错,从外观上看,他们似乎都是冰与火之间发生的一些反直觉现象,只不过这里的火不是真正的,和可燃冰也不是所谓的冰。
可燃冰到底是什么?为什么人们对它寄予厚望的同时,又如履薄冰呢?
可燃冰的学名,叫做“天然气水合物”,它是一种由水分子坐牢笼,囚禁以甲烷为主的天然气分子的结晶物质。单位体积的可燃冰分解后,能够释放150到180倍体积的甲烷气体和大量的液态水。而人们之所以对它寄予厚望,最重要的原因是储量丰富。
据粗略计算,可燃冰中蕴含的天然气资源,可达已知常规天然气资源量的数10倍。如果按有机碳量计算,大约是已知煤炭石油,天然气有机碳总量的两倍。可是如此丰富的可燃冰又隐藏在哪里呢?
它的形成需要满足以下四个条件:甲烷气体、液态水、低温和高压。其中甲烷气体在自然界中并不少见。例如,加拿大班夫国家公园的亚伯拉罕湖中有机物腐败后,会产生一连串的气泡,塞拜疆巴库地区的泥火山中,地下深层的天然气会渗透到地表喷出,但是这两个位置并未形成可燃冰,因为在地球上,只有两个地方能够满足所有条件:1000多米深的海底和数百米深的冻土带下。
2007年我国首次在南海北部获取了可燃冰,2009年我国有在青藏高原的永久冻土带中发现了可燃冰,那么既然得知了可燃冰的储量如此之大,又发现了他的藏身之地,为什么不大力开采呢?
这涉及到两个问题,首先能不能开采可燃冰,也就是技术层面是否过关,与石油和天然气不同,想从海底获取固体燃料,并不是一件容易的事儿,目前主要有减压开采,热激开采、化学试剂注入、固体开采和置换开采等五种方法,其中应用最多的是减压开采法,即通过降低压力的方式,促使可燃冰分解,就好像拧开高压锅的减压阀气体会蹭蹭地往外跑一样。
我国在2021年和2021年进行的两次可燃冰试采利用的都是减压开采法。后面提到的置换开采发,指的是二氧化碳置换技术,在特定的压力范围内,可燃冰会分解二氧化碳水合物,则易于形成并保持稳定。此时,如果像可燃冰内注入二氧化碳气体,它就会与可燃冰分解出的水,形成二氧化碳,水合物且当中释放的热量,可以让可燃冰持续的分解下去。这种方法虽然一箭双雕,但是一旦发生甲烷泄漏,造成的温室效应要比二氧化碳严重20多倍,这也是人们在意的第二个问题,要不要开采可燃冰,它注定是一把双刃剑,不仅可能造成严重的温室效应,也会改变海底沉积物的物理性质,使其软化,一旦出现大规模的海底滑坡,不仅影响到海洋的生态环境,人们之前建设的海底工程也会遭到破坏。
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