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  “可燃冰”有可能是上帝设置的一个陷阱        【字体:
“可燃冰”有可能是上帝设置的一个陷阱
作者:天真    文章来源:转载    点击数:1287    更新时间:2007-7-27    

         主持人:各位网友大家上午好,“可燃冰”对于我们来说可能是一个新鲜的名词, “可燃冰”到底是一个什么样的东西,我们能不能利用“可燃冰”,它的储量有多少?能不能解决我们的能源危机,今天我们非常高兴地请到了中国石油大学北京分部的陈光进教授作客网易新闻中心,与大家聊一聊水合物,也就是“可燃冰”这种新型的能量。陈教授,上午好。


陈光进:各位网友好。


主持人:陈教授是专门研究水合物的,您看到这篇报道了吗?


陈光进:看到了,因为我们很关心这个问题,找到水合物,是我们水合物界的一件大事,国家在02年设立了一个水合物专项,经过了多年的努力这次总算找到了,国家水合物界很关心的一件事。


主持人:之前一直没有找到是吗?


陈光进:是的,这次终于找到了,他们顶着很大的压力。


主持人:什么压力呢?


陈光进:国家寻找到新的资源当然有很大的压力,而且立了这么大的项目。


首先给各位网友介绍一下所谓的“可燃冰”


陈光进:“可燃冰”其实就是甲烷水合物,是气体水合物的一种,气体水合物自然界其实很多,就是一些小气体,甲烷、乙烷和二氧化碳和水结合时形成一种笼状的晶体物质,水分子通过气体形成一些笼子,然后把气体包在笼子之中,就形成了水合物。目前常见的有三中结构,结构一、结构二和结构H。


我们说的“可燃冰”就是结构一,甲烷或乙烷形成的水合物,对自然界里的水合物,我们通常把它叫做天然气水合物,可以这样解释:天然形成的水合物,不是人为合成的,我们在实验室可以合成很多的气体水合物,甲烷、乙烷、丙烷,还有二氧化碳水合物,包括硫化氢,都可以合成。我们通过实验室合成水合物去了解水合物的基本性质,它什么时候形成,什么时候分解。


地下的天然气水合物应该是大自然给我们的最后的天然能源。


主持人:这是最后给我们的吗?


陈光进:应该是这样。煤、石油用完以后,大自然留给我们的矿物能源可能也就是天然气水合物了。天然气水合物有一些特点,我们说的天然气水合物实际上主要成分就是甲烷,甲烷水合物的生成需要较高的压力和较低的温度,海底温度一般假设3度,这时候水合物的生成压力大概要30几公斤的压力。


主持人:如果海底温度3度,那么形成的压力需要30多公斤?


陈光进:对,30多公斤就相当于300多米水深。水合物一般形成需要海底水深500米以上,我们这次发现的水合物就在1200米水深。


主持人:1200米水深,是不是压力越大,生成的水合物越多、越好?


陈光进:就是说,必须满足这样的水深条件,这么高的水压,水合物才能形成。海底温度比较低,比如3度或4度,往下走的时候,有一个梯度,地层温度慢慢升高,升高以后水合物就形成不了了,所以水合物只能存在于海底的浅层。美国的墨西哥湾发现了大量陆坡的水合物,长在海底面上的。


主持人:可以看得见摸得到的地方?


陈光进:主要的存在形式还是存在于海底沉积层。


主持人:海床浅层这一块?

“可燃冰”有两种成因:生物成因和热成因


陈光进:这次是发现的20几米厚的海床,温度再高就不能存在了,水合物的产生需要地底和水压的条件,缺一不可。水合物的成因一般认为有两种:一种是生物成因,一种是热成因。


主持人:生物成因是怎么回事?


陈光进:主要是沉积物中的有机物氧化掉以后产生二氧化碳,二氧化碳被甲烷菌吃掉从而转化成甲烷,和周围的水,如果温度和压力条件合适的话,它就转化为水合物。生物成因的水合物一般来说比较分散。因为它的来源比较分散,有点有机质,产生点二氧化碳,被细菌吃掉,然后产出一点甲烷。像我们这次找到的水合物我估计可能是生物成因的,因为生物成因的最大特点就是甲烷浓度高,这次我们找到的甲烷浓度高达99.7%,一般来说我们认为气体里,乙烷和丙烷的炭比例超过100的话那就是,现在我们发现的99.7%,剩下的0.3%全部是乙烷的话,它的比例也远远大于100了。


陈光进:还有一种热成因就是地层深部的干酪根热解产生的天然气,产生一种气体,这个气体就不仅是甲烷了,还有乙烷,丙烷。


主持人:热成因需要的温度有多高?


陈光进:几百度。


主持人:得火山爆发了。


陈光进:火山爆发有时候也会产生一些二氧化碳,二氧化碳热成因以后也被气体转化。热成因的气体就不全是甲烷了,含有一部分炭二、炭三,像我们发现的这个显然没有这个特点。热成因一般来说需要一些通道,往上走的时候遇到合适的条件,到了浅层以后,温度降下来,压力又合适,最后生成水合物,这样的水合物一般饱和度比较高。气比较集中,不像生物成因的水合物很分散。像墨西哥湾发现的水合物,肯定是热成因的,因为气体冒上来了,在这个地方集中形成一个水合物,这样的水合物开采价值是比较高的。而且热成因的水合物,一般底下往往还有常规的天然气场,我们可以先开下面的天然气,然后再开上面的水合物。


主持人:水合物先留着。


陈光进:对,所以说目前专家们估计,全球天然气水合物的储量,相当于石油、天然气、煤总和的两倍。


主持人:我们也注意到这一点了,这个估计是在什么理论基础上形成的呢?


陈光进:它也需要一些深海调查、钻探、地质勘探工作,地质学家以它为基础而估算出来的,但其中到底有多少有开采价值呢,很难说,保守估计有1%可开采,也够人类用很多年的。


主持人:我们对“可燃冰”很有兴趣,比如说“可燃冰”在演播室这儿会不会自动挥发干净?


陈光进:它很快就分解了,没有压力嘛!在常温下如果有压力的话它也不会分解的。有压力就稳定,压力一卸掉,很快就分解。


主持人:我们看到过一张图片,有一个人在船上捧着一块“可燃冰”,火焰就在手上燃烧,下面滴着水。问题是它在普通环境中能保持多长时间,火焰燃烧难道不烫吗?


陈光进:是这样的,把水合物捧在手里以后,第一步是因为压力降低了,就要分解,分解过程中它需要吸收大量的热量,水合物的温度不会升高,而是会降下来,一分解,水合物的温度马上就降下来,冒出的气体燃烧,但水合物本身的温度在下降,所以你的手不会烫。


主持人:下面越来越凉,上面越来越热?


陈光进:对,烧的时候上面分解出气体,水合物本身并没有燃烧。


主持人:网友更关心的问题是,在世界上我们探明的储量有多少?中国占有多少比例?


陈光进:现在说的都是估算的,探明的储量现在说不准,包括中国也是这样,通过地质探测,找到可能有水合物存在的地质特征,把它的面积圈出来,大致估算它的饱和度,通过储存的面积、体积,把它的储量估算出来。


主持人:很多人都觉得这东西就先放在海底搁着吧,我们现在还有石油呢,先别开采,因为网友说,其他国家也都没有开采,我们需要这么快就去开采吗?这就转到另一个问题,一是这个东西应不应该开采,可能这不是科学研究应该做的事情,最重要的是,能不能开采。因为现在为止还没有听说过哪个国家开采,不过有一个例外,看到报道,在60年代时,前苏联开采过,报道中只是简单提了一笔,到底是什么样的,您能给我们介绍一下吗?


陈光进:前苏联在60年代,西伯利亚冻土带开采过水合物,但目的性不是很强,本来是一个气田,是开采天然气,结果发现天然气上面还有一部分水合物,结果就混合开采,不是有意地去开采水合物,后期水合物引起了大家的兴趣之后,反过来才思考,前苏联那时候已经开采过了。


主持人:其实是不小心采到的?


陈光进:对,带有偶然性的。最近美国,加拿大和日本在加拿大北部的永久冻土带马尼卡(同音)地区进行试验性的开采,也是在冻土带,因为冻土带相对来说容易得多,就是打钻。在海底开采一般水深比较深,深海钻探本来难度就很大,再往下做,技术、投资有一些难度,目前在海底的试开采,应该说国际上还没有。


主持人:这里总结了各国的开采时间表,前苏联在60年代发现了第一个“可燃冰”的气藏,并于69年投入开发,采气14年,总共采了50亿立方米左右;美国69年开始调查,98年时作为国家发展和战略能源列入国家发展长远计划,他们计划到2015年开采,而且是试验性开采;日本关注“可燃冰”是在1992年,目前已基本完成周边海域的“可燃冰”调查与评价,他们已经进行了钻探气口的探井,圈定了12块矿藏区,并成功取得了“可燃冰”样本,他们的目标是在2010年进行试验性开采。中国刚刚找到第一块大规模储量生物成因的“可燃冰”,据报道,在未来十年,我国将投入8亿元左右的款项对新能源进行勘测,有希望在2008年摸清楚我们的“家底”,看看我们国家的这片海域有多少储量,在2015年进行商业开发。


我们看到美国是69年找资源,竟然到2015年才准备开采,中间相隔非常长的时间,有这么多资源但不去开采。现在国际上能源非常紧张,石油价格一直在升高,为什么它不去开采呢?

 

陈光进:一般来说美国的科技工作走得比较考前,虽然起步比较晚,初期投入的力量肯定不是很大,只是有一些关注。天然气水合物真正全球开始关注应该是在八十年代中期,当时由20个国家组成的深海钻探计划(ODP),在全世界的大陆边缘进行钻探,发现了大量水合物的矿藏点,它的资源量分布之广之大被人们确定以后,全球对它的兴趣才广泛起来。第一届是在1994年召开的,在此之前,能源的潜力被人们发现以后兴趣才大起来了。98年美国有一个计划,虽然水合物的开采有计划,但我认为试验性开采什么时候都可以做,有钱就可以去打钻,去做吧,因为试验性开采影响是很小的。但做商业开采就是另外一回事了,他们是说2015年做商业开采。


主持人:美国是做商业试验性开采。


陈光进:那就是到商业的程度了嘛,说得有点早,实际过得很快的,因为水合物能不能开采,不是一个政策问题,也是一个科学问题,因为现在人们对水合物开采以后可能带来的环境影响有各种各样的推测,这些问题不搞清楚,我个人看,水合物可能也就是一个陷井。

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文章录入:天真    责任编辑:东方不败 
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