什么是可燃冰(可燃冰是什么?)

不知道大家看完这个实验有什么想法?反正我脑子里蹦出一个词——可燃冰。

是的,从表象上看,它们似乎都是一些介于“冰”和“火”之间的反直觉现象。只是这里的火不是真火,可燃冰也不是所谓的冰。

所以今天就来聊聊。可燃冰到底是什么?为什么人们对它寄予厚望而又如履薄冰?

可燃冰的学名是“天然气水合物”,是一种由水分子构成的结晶物质,用来捕获天然气分子,主要是甲烷。单位体积的可燃冰分解后,可释放出150至180倍体积的甲烷气体和大量液态水。

人们之所以对它寄予厚望,最重要的原因是它储量丰富。据粗略估算,可燃冰所含的天然气资源可达已知常规天然气资源的几十倍,若按有机碳储量计算,约为已知煤、石油、天然气有机碳总量的两倍。

然而,如此丰富的可燃冰藏在哪里?

它的形成需要满足以下四个条件:甲烷气、液态水、低温高压。其中,甲烷气体在自然界并不少见。比如加拿大班夫国家公园的亚伯拉罕湖,有机物腐败后会产生一系列气泡;在巴江巴库的泥火山中,地下深处的天然气会渗入地表并喷涌而出…

然而可燃冰并没有在这两个位置形成。因为在地球上,能满足所有条件的地方只有两个:1000多米深的海底和几百米深的苔原。2007年,中国首次在南海北部获得可燃冰,2009年,中国在青藏高原永久冻土中发现可燃冰。

那么,既然知道可燃冰储量这么大,而且找到了它的藏身之处,为什么不大力开采呢?

这涉及到两个问题。

首先,我们能开采可燃冰吗?也就是技术水平通过与否。

与石油和天然气不同,从海底获取固体燃料并不容易。目前有五种方法:减压开采、热刺激开采、化学试剂注入、固体开采和置换开采。

其中减压开采法应用最为广泛,即通过降低压力来分解可燃冰,就像高压锅的泄压阀打开一样,气体会摩擦出来。我国2017年和2020年两次可燃冰试采,均采用减压开采方式。

后者提到的置换采矿法是指“二氧化碳置换技术”。在一定的压力范围内,可燃冰会分解,而二氧化碳水合物容易形成并保持稳定。此时,如果向可燃冰中注入二氧化碳气体,就会与可燃冰分解的水形成二氧化碳水合物,这个过程中释放的热量可以使可燃冰继续分解。这种方法虽然一举两得,但一旦甲烷泄漏,温室效应将比二氧化碳严重20多倍。

这也是人们关心的第二个问题——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,还可能改变海底沉积物的物理性质,使其软化。一旦发生大规模海底滑坡,不仅会影响海洋生态环境,还会破坏人们以前建造的海底工程。

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