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可燃冰核能继任者-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:08:12 阅读: 来源:调节阀厂家

可燃冰:核能继任者?

中国页岩气网讯:日本“311”大地震导致福岛第一核电站泄露事故发生后,一个长久困扰人类的问题再次被提出:能否找到一种可以取代核能的廉价能源?在这种背景下,一种颇具前景的能源物质又成为被关注的焦点——甲烷水合物,俗称可燃冰。

可燃冰是甲烷分子被锁在固态水的晶格中而形成的一种物质。在深海的高压低温条件下,水分子通过氢键紧密缔合成三维网状体,将海底沉积的古生物遗体分解产生的甲烷等气体分子纳入网状体中。它们看上去就象一个个淡灰色的冰球,故称可燃冰。

最初,科学界认为甲烷水合物只在太阳系外围的低温区域才可能出现,但上个世纪30年代,人们发现,天然气运输管道中常常会出现阻碍天然气运输的固态水合物。1965年,苏联地质学家Yu.P.Makogon证实,在西伯利亚永久冻土环境下的地层中也可形成甲烷水合物,并估计全世界的甲烷水合物储量有可能达到石油煤炭等化石能源储量的两倍。此后数十年中,有关甲烷水合物的储量数据一直受到修正,最保守的估计认为甲烷水合物的储量少于化石能源储量,但依然高于其他类型的天然气储量。

前苏联和美国一直在进行有关甲烷水合物的研究。上个世纪70年代,前苏联的科学家就比较过永久冻土带中开采甲烷水合物的几种方法的经济性,美国国家科学基金也曾资助了深海钻探计划和大洋钻探计划,对海洋沉积中的水合物进行过系统评估。除了前苏联和美国之外,加拿大、韩国、日本等国家也都有实验性开采水合物的记录。我国的“十五计划”与“十一五计划”中也均有甲烷水合物开发的内容。

目前,研究可燃冰的国家虽然为数不少,但真正愿意花费大力气进行开发的并不多。究其原因,一是石油价格仍可接受,并且目前的传统天然气产量也足够使用,工业界普遍对可燃冰这种非常规能源热情不高;二来科学界对可燃冰的了解依然不是十分清楚,从储量探测到开采技术各个方面都还留有许多空白,研究不是可以起到立竿见影的效果。

但日本是个例外,它对可燃冰的关心远远超出其他国家,其关心主要来自于两个方面。

首先,日本一直迫切希望摆脱能源进口依赖。日本甲烷水合物资源开发研究协会坦承,日本对进口化石燃料依赖度过高,而天然气资源也处在世界各国的激烈争夺之中,即便转向天然气,对日本也未必有利。

另一方面,日本作为海洋国家,周围海域的可燃冰含量十分丰富。据研究,单东部南海海槽一带,可燃冰的储量便达5739亿立方米,是日本一年天然气消耗量的七倍。而整个日本沿海的可燃冰储量,据估算足以供日本使用100年。日本独立综合研究所所长青山繁晴就曾多次表示,只要能够实现可燃冰的商业开发,日本便可一跃成为能源大国。

在这样的背景下,上个世纪90年代,日本便开始着手研究可燃冰。2001年,日本经济产业省发表《我国甲烷水合物开发计划》,正式启动甲烷水合物的开发性研究。这份开发计划将研究分为三个阶段,合计用时18年:

第一阶段自2001年至2008年,主要目标包括:通过日本近海海域的物理探测选定甲烷水合物富集区,为下一阶段的海洋开采试验确定场所;在加拿大北极圈陆地附近进行甲烷水合物的陆地开采试验。第二阶段自2009年至2013年,主要目标为试验性开采海洋甲烷水合物。第三阶段自2014年至2018年,目标是完善商业化开采的技术,并进行经济性等相关评价。

经过在加拿大和各地的实地开采试验,日本科学家积累了相当丰富的经验,他们把目光瞄准日本东部南海海槽,以此作为主要开采点。按计划,2012~2014年甲烷水合物将正式实施开采。

今年8月份,日本产业经济省宣布,明年在东日本海开展首次近海开采可燃冰试验。不过由于福岛核电站泄漏事件的影响,有关开采试验的消息显得格外引人注目。与此同时,日本国内也有声音批评政府行动缓慢,有些激进人士甚至认为迟迟不开采可燃冰是政府的阴谋。

8月25日,在东京召开的福岛核电站现状讨论会上,独立产业研究所所长青山繁晴宣称,他问过自民党执政时期的产经大臣为何迟迟不开发可燃冰,得到的回答是“开发甲烷水合物是性命攸关的决定”,“日本保持能源进口姿态是世界势力均衡的需要”。尽管这是未经证实的说法,但也反映出日本民众对政府动作迟缓的不满。

另一方面,可燃冰的开发也并非没有反对的声音。甲烷本身是比二氧化碳更为强效的温室气体,其温暖化系数是二氧化碳的七十倍。科学界怀疑地球史上最为严重的二叠纪-三叠纪大灭绝事件(发生距今约2亿5千万年,70%的陆生脊椎动物和96%的海洋生物消失),海底甲烷水合物的大量释放有可能是原因之一。

如果可燃冰的开采中发生泄漏,大量甲烷气体分解出来经由海水进入大气层,导致温室效应增强,而增强的温室效应又反过来提升海水温度,促使更多的甲烷气体释放,那就可能会形成恶性循环,对地球生态环境造成毁灭性打击。

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