什么是可燃冰(什么是可燃冰簡答)
什么是可燃冰
可燃冰是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。
因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以被稱作“可燃冰”（Combustible ice）或者“固體瓦斯”和“氣冰”。其實是一個固態(tài)塊狀物。天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境。
2013年6月至9月，在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鉆獲高純度天然氣水合物樣品，并通過鉆探獲得可觀的控制儲量。
擴展資料：
可燃冰的危害：
天然氣水合物在給人類帶來新的能源前景的同時，對人類生存環(huán)境也提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。天然氣水合物中的甲烷，而全球海底天然氣水合物中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍，若有不慎，讓海底天然氣水合物中的甲烷氣逃逸到大氣中去，將產(chǎn)生無法想象的后果。
天然可燃冰呈固態(tài)，不會像石油開采那樣自噴流出。如果把它從海底一塊塊搬出，在從海底到海面的運送過程中，甲烷就會揮發(fā)殆盡，同時還會給大氣造成巨大危害。為了獲取這種清潔能源，世界許多國家都在研究天然可燃冰的開采方法。
參考資料來源：百度百科-可燃冰
可燃冰是什么
可燃冰是天然氣水合物，是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，因其外觀像冰，遇火即燃，因此被稱為可燃冰。天然氣水合物分布于深?；蜿懹蛴谰脙鐾林?，其燃燒后僅生成少量的二氧化碳和水，污染遠小于煤、石油等，且儲量巨大，因此被國際公認為石油等的接替能源。
可燃冰在自然界廣泛分布在大陸、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境。在標準狀況下，一單位體積的天然氣水合物分解最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體。
世界上海底天然氣水合物已發(fā)現(xiàn)的主要分布區(qū)是大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海臺等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、中國南海海槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等，東太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亞濱外和秘魯海槽等，印度洋的阿曼海灣，南極的羅斯海和威德爾海，北極的巴倫支海和波弗特海，以及大陸內(nèi)的黑海與里海等。
什么是可燃冰
可燃冰又稱為甲烷水合物、天然氣水合物，是天然氣和水結(jié)合在一起的固體化合物，在海底高壓下是天然氣的固體狀態(tài)，它的主要成分是甲烷分子和水分子。它的形成與海底石油的形成過程相似，而且它們之間還密切相關(guān)。可燃冰埋于海底地層深處的大量有機質(zhì)中，處于缺氧環(huán)境中，厭氣性細菌把有機質(zhì)分解之后形成石油和天然氣(石油氣)。其中許多天然氣又被包含進水分子中，在海底的低溫與壓力下又形成了“可燃冰”。由于天然氣和水可以在溫度2～5℃內(nèi)結(jié)晶，這個結(jié)晶體就是“可燃冰”。因為其主要成分是甲烷，因此也被人們稱為“甲烷水合物”。
可燃冰從外表上看像冰霜，從微觀上看它的分子結(jié)構(gòu)就像一個個由若干水分子組成的“籠子”，每個“籠子”里“關(guān)”一個氣體分子。目前，可燃冰主要分布在太平洋的東、西部和大西洋的西部邊緣，是非常具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新能源，但是由于其開采困難，海底可燃冰至今仍原封不動地保存在海底和永久凍土層內(nèi)。據(jù)科學家們估計，海底可燃冰分布范圍約占地球海洋總面積的10%，約4000萬平方公里，是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的海底最具價值的礦產(chǎn)資源，足夠人類使用1000年。
可燃冰這種寶貝資源是來之不易的，它的生成至少要滿足三個條件：一是溫度不能太高，如果溫度高于20℃，它很快就會“煙消云散”；二是要有足夠大的壓力，海水越深壓力就越大，可燃冰的生成也就越穩(wěn)定；三是要有甲烷氣源，海底古生物尸體的沉積物，被細菌分解后會產(chǎn)生甲烷。因此，海底的的環(huán)境最適合可燃冰的形成。
可燃冰中由于含有大量的甲烷等可燃氣體，因此很容易燃燒。在同等條件下，可燃冰燃燒后產(chǎn)生的能量要比煤、石油和天然氣多出數(shù)十倍，而且其燃燒后不產(chǎn)生任何殘渣和廢氣，避免了最讓人們頭疼的環(huán)境污染問題。因此科學家們把可燃冰稱作“屬于低碳社會的能源”。
據(jù)科學家介紹，1立方米的可燃冰所釋放出的能量相當于164立方米的天然氣。地球上可燃冰的總能量，是所有煤、石油、天然氣總和的2～3倍。此外，可燃冰還在日復(fù)一日，年復(fù)一年地積累，從而形成延伸數(shù)千至數(shù)萬里的“礦產(chǎn)資源床”。因此，專家認為，可燃冰一旦得到開采利用，就將使人類的燃料使用時間延長幾個世紀。
但是，人類要大量開采埋藏于深海的可燃冰，尚面臨著許多新問題有待解決。有專家認為，在導致全球氣候變暖的各個因素方面，甲烷的影響要比二氧化碳大10～20倍。因此，可燃冰礦產(chǎn)資源哪怕受到極小的破壞，都足以導致其中的甲烷氣體大量泄漏，破壞環(huán)境。另外，位于陸地邊緣的海域的可燃冰開采起來更是十分困難，一旦出現(xiàn)井噴事故，就會造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害，給人類的生命安全和財產(chǎn)安全帶來危害。由此可見，可燃冰雖然是未來的理想新能源，但它同時也是一種會給人類帶來危險的能源。因此，可燃冰的開發(fā)和利用就像一柄“雙刃刀”，需要人類小心謹慎對待。
為開發(fā)可燃冰新能源，國際上成立了由19個國家參與的地層深處，對海洋地質(zhì)取樣研究的聯(lián)合機構(gòu)，有幾十位科技人員組成，他們駕駛著一艘裝備著先進實驗設(shè)施的輪船從對海底可燃冰進行勘探，這艘可燃冰勘探專用輪船是當今世界上唯一一艘能從深海的巖石中獲取樣品的輪船，船上裝備有用于研究的各種項目的實驗設(shè)備，相信很快，就會給人類帶來好消息。
科學家預(yù)測，可燃冰有望取代煤、石油和天然氣，成為21世紀的新能源。加強對可燃冰的調(diào)查評價是開發(fā)21世紀新能源、改善能源結(jié)構(gòu)、增強綜合國力及國際競爭力和保證經(jīng)濟安全的重要途徑。
什么是可燃冰
簡介
可燃冰，學名天然氣水化合物，其化學式為CH4·8H2O
”可燃冰“是未來潔凈的新能源。它的主要成分是甲烷分子與水分子。它的形成與海底石油、天然氣的形成過程相仿，而且密切相關(guān)。埋于海底地層深處的大量有機質(zhì)在缺氧環(huán)境中，厭氣性細菌把有機質(zhì)分解，最后形成石油和天然氣（石油氣）。其中許多天然氣又被包進水分子中，在海底的低溫與壓力下又形成”可燃冰“。這是因為天然氣有個特殊性能，它和水可以在溫度2～5攝氏度內(nèi)結(jié)晶，這個結(jié)晶就是”可燃冰“。因為主要成分是甲烷，因此也常稱為”甲烷水合物“。在常溫常壓下它會分解成水與甲烷，”可燃冰“可以看成是高度壓縮的固態(tài)天然氣?！笨扇急巴獗砩峡此癖瑥奈⒂^上看其分子結(jié)構(gòu)就像一個一個”籠子“，由若干水分子組成一個籠子，每個籠子里”關(guān)“一個氣體分子。目前，可燃冰主要分布在東、西太平洋和大西洋西部邊緣，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?，但由于開采困難，海底可燃冰至今仍原封不動地保存在海底和永久凍土層內(nèi)。
可燃冰的發(fā)現(xiàn)
早在1778年英國化學家普得斯特里就著手研究氣體生成的氣體水合物溫度和壓強。1934年，人們在油氣管道和加工設(shè)備中發(fā)現(xiàn)了冰狀固體堵塞現(xiàn)象，這些固體不是冰，就是人們現(xiàn)在說的可燃冰。1965年蘇聯(lián)科學家預(yù)言，天然氣的水合物可能存在海洋底部的地表層中，后來人們終于在北極的海底首次發(fā)現(xiàn)了大量的可燃冰。
形成和儲藏
可燃冰由海洋板塊活動而成。當海洋板塊下沉時，較古老的海底地殼會下沉到地球內(nèi)部，海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣涌上表面。當接觸到冰冷的海水和在深海壓力下，天然氣與海水產(chǎn)生化學作用，就形成水合物?？茖W家估計，海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%，相當于4000萬平方公里，是迄今為止海底最具價值的礦產(chǎn)資源，足夠人類使用1000年。
”可燃冰“的形成有三個基本條件：首先溫度不能太高，在零度以上可以生成，0－10℃為宜，最高限是20℃左右，再高就分解了。第二壓力要夠，但也不能太大，零度時，30個大氣壓以上它就可能生成。第三，地底要有氣源。因為，在陸地只有西伯利亞的永久凍土層才具備形成條件和使之保持穩(wěn)定的固態(tài)，而海洋深層300－500米的沉積物中都可能具備這樣的低溫高壓條件。因此，其分布的陸海比例為1∶100。
有天然氣的地方不一定都有”可燃冰“，因為形成”可燃冰“除了壓力主要還在于低溫，所以一般在冰土帶的地方較多。長期以來，有人認為我國的海域緯度較低，不可能存在”可燃冰“；而實際上我國東海、南海都具備生成條件。
東海底下有個東海盆地，面積達25萬平方公里。經(jīng)20年勘測，該盆地已獲得1484億立方米天然氣探明加控制儲量。爾后，中國工程院院士、海洋專家金翔龍帶領(lǐng)的課題組根據(jù)天然氣水化物存在的必備條件，在東海找出了”可燃冰“存在的溫度和壓力范圍，并根據(jù)地溫梯度、結(jié)合東海地質(zhì)條件，勾畫出”可燃冰“的分布區(qū)域，計算出它的穩(wěn)定帶的厚度，對資源量做了初步評估，得出”蘊藏量很可觀“結(jié)論。這為周邊地區(qū)在新世紀使用高效新能源開辟了更廣闊的前景。
科學家發(fā)現(xiàn)，地球上有一種可燃氣體和水結(jié)合在一起的固體化合物，因外形與冰相似，所以叫它”可燃冰“。這種可燃冰的形成有兩條途徑：一是氣候寒冷致使礦層溫度下降，加上地層的高壓力，使原來分散在地殼中的碳氫化合物和地殼中的水形成氣—水結(jié)合的礦層。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遺尸不斷沉積到海底，很快分解成有機氣體甲烷、乙烷等，這樣，它們便鉆進海底結(jié)構(gòu)疏松的沉積巖微孔，和水形成化合物。
可燃冰年復(fù)一年地積累，形成延伸數(shù)千至數(shù)萬里的礦床。它每立方米中含有200立方米的可燃氣體，已探明的儲量比煤炭、石油和天然氣加起來的儲量還要大幾百倍。目前，開發(fā)技術(shù)問題還沒有解決。一旦獲得技術(shù)上的突破，可燃冰將加入新的世界能源的行列
儲存量和前景
1立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。科學家估計，海底可燃冰分布的范圍約4000萬平方公里，占海洋總面積的10%，海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。
隨著研究和勘測調(diào)查的深入，世界海洋中發(fā)現(xiàn)的可燃冰逐漸增加，1993年海底發(fā)現(xiàn)57處，2001年增加到88處。據(jù)探查估算，美國東南海岸外的布萊克海嶺，可燃冰資源量多達180億噸，可滿足美國105年的天然氣消耗；日本海及其周圍可燃冰資源可供日本使用100年以上。
據(jù)專家估計，全世界石油總儲量在2700億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油資源將消耗殆盡?？扇急陌l(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機的人類看到新希望。
聯(lián)手勘測
今年6月2日，26名中德科學家從香港登上德國科學考察船”太陽號“，開始了對南海42天的綜合地質(zhì)考察。通過海底電視觀測和海底電視監(jiān)測抓斗取樣，首次發(fā)現(xiàn)了面積約430平方公里的巨型碳酸鹽巖。
中德科學家一致建議，將該自生碳酸鹽巖區(qū)中最典型的一個構(gòu)造體命名為”九龍甲烷礁“。其中”龍“字代表了中國，”九“代表了多個研究團體的合作。同位素測年分析表明，”九龍甲烷礁“區(qū)域的碳酸鹽結(jié)殼最早形成于大約4.5萬年前，至今仍在釋放甲烷氣體。
中方首席科學家、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局總工程師黃永樣對此極為興奮，他說，探測證據(jù)表明：僅南海北部的可燃冰儲量，就已達到我國陸上石油總量的一半左右；此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面積5242平方公里，其資源估算達4.1萬億立方米。
我國從1993年起成為純石油進口國，預(yù)計到2010年，石油凈進口量將增至約1億噸，2020年將增至2億噸左右。因此，查清可燃冰家底及開發(fā)可燃冰資源，對我國的后續(xù)能源供應(yīng)和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，戰(zhàn)略意義重大。
黃永樣介紹，在未來十年，我國將投入8.1億元對這項新能源的資源量進行勘測，有望到2008年前后摸清可燃冰家底，2015年進行可燃冰試開采。
雙刃劍
戰(zhàn)略性與危險性共同打造的”雙刃劍“
迄今，世界上至少有30多個國家和地區(qū)在進行可燃冰的研究與調(diào)查勘探。
1960年，前蘇聯(lián)在西伯利亞發(fā)現(xiàn)了第一個可燃冰氣藏，并于1969年投入開發(fā)，采氣14年，總采氣50.17億立方米。
美國于1969年開始實施可燃冰調(diào)查。1998年，把可燃冰作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入國家級長遠計劃，計劃到2015年進行商業(yè)性試開采。
日本關(guān)注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周邊海域的可燃冰調(diào)查與評價，鉆探了7口探井，圈定了12塊礦集區(qū)，并成功取得可燃冰樣本。它的目標是在2010年進行商業(yè)性試開采。
但人類要開采埋藏于深海的可燃冰，尚面臨著許多新問題。有學者認為，在導致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10—20倍。而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞，都足以導致甲烷氣體的大量泄漏。另外，陸緣海邊的可燃冰開采起來十分困難，一旦出了井噴事故，就會造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害。
由此可見，可燃冰在作為未來新能源的同時，也是一種危險的能源?？扇急拈_發(fā)利用就像一柄”雙刃劍“，需要小心對待。
”可燃冰“是深藏于海底的含甲烷的冰。它是由于處于深海之高壓低溫條件下，水分子通過氫鍵緊密締合成三維網(wǎng)狀體，能將海底沉積的古生物遺體所分解的甲烷等氣體分子納入網(wǎng)體中形成水合甲烷。這些水合甲烷就象一個個淡灰色的冰球，故稱可燃冰。這些冰球一旦從海底升到海面就會砰然而逝。
可燃冰是一種潛在的能源，儲量很大。據(jù)國際地質(zhì)勘探組織估算，地球深海中水合甲烷的蘊藏量足以超過2.84×10^21
m^3，是常規(guī)氣體能源儲存量的1000倍。且在這些可燃冰層下面還可能蘊藏著1.135×10^20
m^3的氣體。有專家認為，水合甲烷一旦得到開采，將使人類的燃料使用史延長幾個世紀。
為開發(fā)這種新能源，國際上成立了由19個國家參與的地層深處海洋地質(zhì)取樣研究聯(lián)合機構(gòu)，有50個科技人員駕駛著一艘裝備有先進實驗設(shè)施的輪船從美國東海岸出發(fā)進行海底可燃冰勘探。這艘可燃冰勘探專用輪船的7層船艙都裝備著先進的實驗設(shè)備，是當今世界上唯一的一艘能從深海下巖石中取樣的輪船，船上裝備有能用于研究沉積層學、古人種學、巖石學、地球化學、地球物理學等的實驗設(shè)備。這艘專用輪船由得克薩斯州A?M大學主管，英、德、法、日、澳、美科學基金會及歐洲聯(lián)合科學基金會為其提供經(jīng)濟援助。
海底可燃冰的存在很可能使海床不穩(wěn)定，常會導致大規(guī)模的海底泥流，對海底管道和通訊電纜有嚴重的破壞作用。更嚴重的是，如果地震中海底地層斷裂，游離的氣體和水合甲烷分解產(chǎn)生的氣體就會噴出海面，或在海水表層及水面上形成許多高度集中的易燃氣泡，這不僅會對過往行船有危險，也會給低空飛行的飛機帶來厄運。有學者認為，近幾個世紀，在位于佛羅里達、百慕大群島和波多黎各之間的百慕大三角區(qū)海域發(fā)生過的許多船只和飛機神秘失蹤事件，即所謂百慕大之謎就可能與此有關(guān)。
由于可燃冰是在深海處低溫高壓條件下形成的，氫鍵是一種弱作用，冰狀的水合甲烷一出水面就會自動融化分解成氣體，故我們沒有必要在分解水合甲烷上費神，只要用專用設(shè)備將這些氣體收集起來就可利用。值得注意的是，可燃冰作為一種新能源雖具有開發(fā)應(yīng)用前景，但甲烷是一種高效的溫室效應(yīng)氣體，可燃冰的開采如果方法不當，釋放出的甲烷擴散到大氣中，會增強地球的溫室效應(yīng)，導致地球上永久凍土和兩極冰山融化而使地球變曖。安全合理地開發(fā)可燃冰，必須同時考慮環(huán)境保護。
開采、利用可燃冰
可燃冰有望取代煤、石油和天然氣，成為21世紀的新能源?？茖W家估計，海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%，相當于4000萬平方公里，是迄今為止海底最具價值的礦產(chǎn)資源，足夠人類使用1000年。但在繁復(fù)的可燃冰開采過程中，一旦出現(xiàn)任何差錯，將引發(fā)嚴重的環(huán)境災(zāi)難，成為環(huán)保敵人——
首先，收集海水中的氣體是十分困難的，海底可燃冰屬大面積分布，其分解出來的甲烷很難聚集在某一地區(qū)內(nèi)收集，而且一離開海床便迅速分解，容易發(fā)生噴井意外。更重要的是，甲烷的溫室效應(yīng)比二氧化碳厲害10至20倍，若處理不當發(fā)生意外，分解出來的甲烷氣體由海水釋放到大氣層，將使全球溫室效應(yīng)問題更趨嚴重。
此外，海底開采還可能會破壞地殼穩(wěn)定平衡，造成大陸架邊緣動蕩而引發(fā)海底塌方，甚至導致大規(guī)模海嘯，帶來災(zāi)難性后果。目前已有證據(jù)顯示，過去這類氣體的大規(guī)模自然釋放，在某種程度上導致了地球氣候急劇變化。8000年前在北歐造成浩劫的大海嘯，也極有可能是由于這種氣體大量釋放所致。
【可燃冰的開采方案】
可燃冰開采方案主要有三種。
第一是熱解法。利用”可燃冰“在加溫時分解的特性，使其由固態(tài)分解出甲烷蒸汽。但此方法難處在于不好收集。海底的多孔介質(zhì)不是集中為”一片“，也不是一大塊巖石，而是較為均勻地遍布著。如何布設(shè)管道并高效收集是急于解決的問題。
方案二是降壓法。有科學家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應(yīng)使其分解。但它們都面臨著和熱解法同樣布設(shè)管道并高效收集的問題。
方案三是”置換法“。研究證實，將CO2液化（實現(xiàn)起來很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就會生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就會沉入海底。如果將CO2注射入海底的甲烷水合物儲層，因CO2較之甲烷易于形成水合物，因而就可能將甲烷水合物中的甲烷分子”擠走“，從而將其置換出來。
但如果”可燃冰“在開采中發(fā)生泄露，大量甲烷氣體分解出來，經(jīng)由海水進入大氣層。甲烷的溫室效應(yīng)比CO2要大21倍，因此一旦這種泄露得不到控制，全球溫室效應(yīng)將迅速增大，大氣升溫后，海水溫度也將隨之升高、地層溫度上升，這會造成海底的”可燃冰“的自動分解，引起惡性循環(huán)。因此，開采必須要受控，使釋放出的甲烷氣體都能被有效收集起來。
海底可燃冰的開采涉及復(fù)雜的技術(shù)問題，所以目前仍在發(fā)展階段，估計需要10至30年的時間才能投入商業(yè)開采。其實，中國、美國、加拿大、印度、韓國、挪威和日本已開始各自的可燃冰研究計劃，其中日本建成7口探井，期望在2010年投入商業(yè)開采，美國近年也急起直追，希望在2015年在海床或永久凍土帶進行商業(yè)開采。
可見，”可燃冰“帶給人類的不僅是新的希望，同樣也有新的困難，只有合理的、科學的開發(fā)和利用，”可燃冰“才會真正的為人類造福。
但由于資源并不易于發(fā)展，所以可燃冰的利用并不能在短期內(nèi)實現(xiàn)。
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