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專家分析可燃冰開採難點,體積會劇增逾百倍,可控難


5月18日上午,國土資源部中國地質調查局宣布,中國正在南海神狐海域進行的可燃冰(天然氣水合物)試採獲得成功,實現連續8天穩定產氣,取得了歷史性突破。


據央視報道,國土資源部中國地質調查局副局長李金髮表示,中國海域的天然氣水合物資源量達到八百億噸油當量,是短期內可以接替常規油氣資源的一種清潔能源。


可燃冰研究已經很多年,其開採究竟有哪些難點?


專家分析可燃冰開採難點,體積會劇增逾百倍,可控難



我國海域天然氣水合物試采成功 來源:中國地質調查局網站


難點在於有序、可控,不發生次生災害

鄭軍衛解釋說,天然氣水合物即可燃冰,是在高壓,同時低溫的條件下形成的。一旦失壓,或者溫度升高,可燃冰就會變成氣體,體積急劇增大160多倍。在凍土中,開採難度相對較小。



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可燃冰的分子模型——H型 國土資源部天然氣水合物重點實驗室提供


在海底,有水有岩石,一些淤泥中有可燃冰,一些岩石層中也儲存有可燃冰。一旦鑽孔密封不好,大量海水灌入,可能造成更大範圍內的失穩、出砂,大量的溫室氣體逸出,甚至引發海底滑坡和更大的災害。

中國石油大學(華東)化學工程學院高大統發表的《可燃冰,離大規模開採還有多遠》一文中,引述相關學者的說法時,也提到「海底滑坡」這一陷阱。


鄭軍衛總結說,所以,可燃冰開採的關鍵技術還是鑽井技術,如果能保證有序、平穩、連續地出天然氣,就是大的突破。他初步估計,受技術因素和經濟因素的影響,商業開採可燃冰可能還需要10到20年時間。


中國是首個成功從海底試采可燃冰的國家


鄭軍衛表示,美國、加拿大等國雖然此前在加拿大的凍土區嘗試過開採可燃冰,但中國是首個成功從海底試采可燃冰的國家。與多年凍土區相比,絕大部分可燃冰礦產儲存在海底。


張煒等人2017年在《中國礦業》期刊發表的《全球首次近海甲烷水合物試采:從選址到實施》顯示,2013年3月,日本深海鑽探船「地球號」(Chikyu)進行了全球首次近海可燃冰試采。但試採的第六天,作業人員觀察到產水率突然增加,井下壓力立刻升高,且產氣停止,並明顯出砂。由於很難處理這一出砂問題,開採工作中止,作業人員也無法回收井下生產設備。

5月18日上午,中國地質調查局青島海洋地質研究所相關負責人告訴澎湃新聞,國土資源部依託該所建立的天然氣水合物重點實驗室相關工作人員也在南海神狐海域天然氣水合物的試采現場。


該負責人提供了多張天然氣水合物重點實驗室人工合成的可燃冰的圖片。圖片中的可燃冰如同一個冰柱。



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人工合成的可燃冰(天然氣水合物) 國土資源部天然氣水合物重點實驗室提供


該負責人表示,可燃冰的主要成分是甲烷,就是人們日常煮飯時用到的天然氣的主要成分。研究人員在實驗室用液氮創造低溫條件,人工合成的可燃冰純度較高,沒有砂礫,所以,呈雪白色。但在凍土、淤泥、岩石中,可燃冰因為混合了砂礫,其礦產資源外觀如同礦石。可以像固體酒精一樣被點燃。可燃冰一旦開採出來,如果不儲存在液氮中,它就會分解,甲烷氣體就會逸出。

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