可燃冰,是天使还是魔鬼?

可燃冰可以像固体乙醇一样被点燃,因而被称为“可燃冰”,在冻结的冰晶格结构中含有甲烷。可燃冰通常存在于海底或冻土带地区,这些地区具有保持其稳定所必需的强大压力和低温。当冰融化或减压时,就会变成水和天然气。可燃冰分子式是(CH4)4(H2O)23,即每5.75mol水含有1mol甲烷,按质量计算相当于13.4%的甲烷,一立方米的可燃冰大致相当于164立方米的天然气。

可燃冰天使的一面

可燃冰是地球上最大的未开发能源储备之一可燃冰储量丰富,美国能源部DOE此前估计,全球可燃冰总量高达4万亿亿立方英尺,从可燃冰中提取的碳氢化合物比过去、现在和未来提取的所有煤炭、石油和页岩气都要多(如下图)。据估计,光是青藏高原的可燃冰储量至少相当于350亿吨石油,可满足我国90年的能源需求。

可燃冰全球范围都有广泛分布根据美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的数据,地球上每个大陆的海岸线上都分布着大量的可燃冰储量(天然气从断层向上移动,撞击冷水,被沉积物覆盖并压缩形成),如上图,99%的可燃冰都存在于海洋沉积物中,只有1%存在于永久冻土区。相反,类似石油天然气储量都分布不均,许多国家缺乏石油资源,而可燃冰是大多数国家都可以轻易获得的能源。

可燃冰的另一面

可燃冰开采困难,可燃冰很不稳定,而且具有潜在的爆炸性。钻到海底可能会破坏甲烷冰晶的稳定性,并引发爆炸,将大量的甲烷喷涌到大气中。为了保持可燃冰稳定,必须保持高压和寒冷的条件,如果这些理想的开采条件得不到满足,那么只是简单地向大气中增加几万亿吨的甲烷。2.5亿年前二叠纪-三叠纪大灭绝事件就与大量气态甲烷的突然释放有关,导致96%的海洋物种和70%的陆地脊椎动物都灭绝了。

目前只有日两国在开采可燃冰方面取得突破,然而,业界一致认为,要达到商业规模的生产还需要几年的时间。

在大气中,甲烷是一种比二氧化碳更强的温室气体。甲烷对全球变暖潜力值在20年内为62,在100年内为21,标准二氧化碳变暖潜力值为1。另外尽管甲烷比煤炭更清洁,但燃烧甲烷也会产生碳排放,甲烷燃烧时分解成一个碳和两个水分子,都是强大的温室气体。

文章来源:网络整理
  • 发表于 2022-01-13 16:34
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  • 分类:科学