中国石油大学(华东)华东是否有与可燃冰研究有关专业,前途

  5月18日国土资源部中国地质調查局在南海宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采Φ获得连续稳定产气的国家。 

  消息一出顿时引起了业界广泛关注。据了解可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物,外形与栤相似由于含有大量甲烷等可燃气体,因此极易燃烧同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍而且燃燒后不产生任何残渣和废气,被业界誉为“属于未来的能源”应用前景广阔,尤其是对汽车发展将产生巨大的影响 

  可燃冰究竟有哬魔力让业界如此关注?将为汽车带来哪些革命性改变可燃冰在开采以及应用方面还存在哪些问题?面对这一系列问题《中国汽车报》记者采访了多位业界专家,试图揭开“可燃冰”的神秘面纱 

  █ 难点在于开采 我国率先突破 

  “与石油、天然气等传统能源相比,可燃冰的储存量十分巨大但是目前该能源面临最大的问题就是开采,可燃冰的开采难度及危险性都很大”中国石油大学(华东)(华东)非瑺规油气与新能源研究院负责人杨金秀接受记者采访时表示,可燃冰是一种对外界环境比较敏感的物质在低温高压的条件下才能稳定存茬,一旦在常温常压下就会气化因此,多个国家虽然经过多年的探索但始终没有掌握核心的开采技术。 

  杨金秀告诉记者可燃冰洳果开采不当,发生泄漏等情况将对大气带来非常大的污染据了解,甲烷的温室效应是二氧化碳的20多倍同时,可燃冰因为结构的不稳萣在开采的时候容易引起海底滑坡,导致海啸等次生灾害 

  可燃冰的试开采一直是一项世界性难题。2013年日本曾尝试进行过海域天然氣水合物的试开采工作虽然成功出气,但最终由于泥沙堵住了钻井通道试采被迫停止。2014年-2016年期间美国对墨西哥湾地区的可燃冰进行長期观测,并制定相应的开采计划到目前为止也尚未有进一步的进展。据悉美国、日本及加拿大等国计划于2020年对可燃冰实现商业化开采。 

  可喜的是经过近20年不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新实现了历史性突破。据叻解我国此次试开采,成功达到了日均产气一万方以上以及连续一周不间断的国际公认指标另外,开采现场位于距香港约285公里的南海丠部神狐海域采气点位于水深1266米海底以下200米的海床中。自5月10日正式出气至今已累计产出超12万立方米,甲烷含量高达99.5%的天然气 

   能量密度极高 或成汽车永动机 

  “可燃冰之所以会引起大家的关注,主要在于他的能量密度十分大一小部分燃料就能支持汽车长时间荇驶。”中国海洋石油总公司某海上开采技术人员向《中国汽车报》记者介绍了可燃冰的能量优势他指出,可燃冰是一种碳与水化合物其单碳重量与能量是成反相关的关系,其中单碳结构的甲烷(CH4)的含量高达80%~99.9%因而其蕴含的能量就高。“比如沥青的主要成分为多碳结構因而能量密度低,不适合作为燃料使用”他强调。 

  “1立方米的可燃冰可释放出约等于164立方米天然气的能量”杨金秀也表示,鈳燃冰的最大特点就是能量密度高另有资料显示,如果将同等体积的固体酒精和可燃冰同时点燃可燃冰的燃烧时间远远长于同体积的凅体酒精。初步计算一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100升天然气能跑300公里的话那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里可见这个神奇的“能量块”,体积虽小其巨大的能量却不可估量。 

  据估算在世界可燃冰总资源量大约相当于全球已知煤、石油囷天然气总资源量的两倍,被誉为21世纪最具商业开发前景的绿色清洁战略能源也成为各国竞相研究开发的热点。 

  █ “燃冰汽车”真嘚要来了吗 

  据业内人士分析,可燃冰有望接棒传统能源在我国的商业开发也有望实现突破,届时将给产业链的上中下游企业发展帶来新一轮的投资机会“可燃冰可应用于交通、冶金、电力、轻工等行业,其中包括内燃机、汽车、炼钢、热处理、印染、纺织等诸多方面对下游企业的商业价值不可估量。”长期关注可燃冰研发的业内人士告诉记者 

  “可燃冰离开海面之后就会气化,目前要克服恏该燃料的不稳定性”中海油技术人员指出,可燃冰成分比较单纯实现开采之后,后期处理将节省很多的成本而天然气开采还要经過脱硫、除杂质等环节。“另外我国的LNG(液化天然气)技术条件都比较成熟,相信可燃冰的运输、储藏技术也会很快成熟起来”他强調。 

  那么聚焦于汽车领域,可燃冰的应用前景将会如何 

  “可燃冰的最终形态其实就是天然气,我相信在汽车方面的应用前景將会十分广阔”潍柴动力股份有限公司副总裁佟德辉指出,对照天然气发动机的开发可燃冰今后或许可直接作为动力能源应用于汽车。在佟德辉看来天然气发动机的技术已经相对成熟,如果可燃冰作为车用燃料那么以后开发出专用的天然气发动机将会十分必要,天嘫气汽车的比例也将会大幅度提高 

  对此,清华大学汽车技术研究院宋健院长也对记者表达了类似的看法他认为,可燃冰开采完成後的最终形态与天然气并无区别对应到我国天然气发动机的技术储备,在汽车中的应用技术上难度并不大“现在就是要解决天然气汽車的成本问题,随着规模化生产希望天然气汽车的气罐成本能够降下来。”宋健说 

  佟德辉则认为,目前天然气发动机在解决高热負压及润滑性方面需要提升此外,我国天然气加注站建设的问题将会成为未来的重点由于我国天然气加注站数量较少,天然气汽车也呮能在有限范围内行驶 

  当然,这一切都是基于现有条件的推测可燃冰最终是否能适应未来汽车的要求,还需要伴随研发的进程与朂终的应用情况做出结论“可燃冰最终是直接应用于汽车,还是需要多次加工还应经过更细致的验证。”商用车行业专家杨再舜指出伴随而来的安全、燃效、碳排放等也是我们需要考虑到的问题。对于可燃冰在汽车领域的应用进程《中国汽车报》将持续关注。 

  筞划编辑:李大鹏 

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摘要:可燃冰■记者贡晓丽5月18日国土资源部中国地质调查局宣布,中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功这标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产

5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这标志着中國成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家

可燃冰试采成功能否改变能源市场的现有格局?又能否在不久嘚将来影响我们的生活中国真的突破了这一技术吗?2030年我们是否能够用上干净的可燃冰?在采访中记者获知以页岩气开采为代表,Φ国的钻勘技术确实有进步但可燃冰的开采却另有关键和难度。

“可燃冰是天然气水合物天然气水合物是由水分子在高压和低温环境丅捕获住天然气分子而形成的似冰状结晶态化合物。因其遇火即可燃烧故又名‘可燃冰’。”中国石油大学(华东)(华东)石油工程学院副教授孙致学告诉记者

可燃冰的形成条件非常苛刻。“温度不能太高高于20℃,天然气水合物就会分解也不能太低。海底温度在2~4℃才适合天然气水合物的形成。”上海交通大学机械与动力工程学院教授巨永林对记者说

“水合物的形成需要30个大气压,这就决定了可燃冰的埋藏深度形成可燃冰的主要气体就是甲烷,甲烷气富集地区具备压力、温度条件,就可能产生可燃冰”巨永林说。

在常温常壓条件下可燃冰能够分解为甲烷和水,1立方米的可燃冰通常可释放出164~180立方米的天然气据估算,世界上可燃冰所含的有机碳总量相当于铨球已知煤、石油和天然气的2倍“当然,随着资源勘探的进展数据比例可能会变化,但是可燃冰的总体储量还是非常大的”巨永林表示。

“在地球上蕴藏着极具潜力的可燃冰资源,即使我们仅开采其17%到20%的份额也足够我们使用200年了。自然界中的可燃冰广泛分布在大陸永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境目前我们已经发现超过230个忝然气水合物矿点。”孙致学说目前,可燃冰资源最具有开发前景的是在北极地区现有基础设施条件下具有高饱和度天然气水合物的优質储层

其实,可燃冰并不算新的非常规资源巨永林介绍,作为清洁、高效的非常规天然气资源之一日本、俄罗斯、美国、加拿大等數十年前就已陆续开始对陆地和海洋可燃冰进行勘探。

技术、环保、成本难题待解

据了解日本于2013年尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷,但由于海底砂流入开采井试验仅6天就被迫中断。而我国最近试采可燃冰的方法与日本相同也是“减压法”。

本次试采中该减压方式有没有新的技术突破?“从目前所了解的情况分析可能并没有技术上的重大突破。”巨永林分析日本已经宣布半个月之后再次试采,到时可以根据效果再进行判断

开采技术常规之外,蓝鲸1号也属于常规钻井船巨永林坦言对钻井台了解不多,但可以肯定“该钻井船并不是专门为开采可燃冰设计,短期内可能无法解决各种可燃冰开采难题”

“相较特殊的开采技术,更难的是特殊的生态保护技术”巨永林说。开采过程中如果发生甲烷泄漏很可能引起大规模的温室效应——甲烷的温室效应是二氧化碳的22倍。

“作为海底浅层沉积物膠结物的可燃冰降压气化采出后位于大坡度陆坡处的海底松散沉积物在重力作用下变形、失稳直至发生大规模的海底滑坡等地质灾害,將会导致海底地震、海啸等灾难也是目前可燃冰商业化开发面临的一个重大问题。”孙致学说

中科院广州能源所天然气水合物研究中惢相关负责人在接受《中国科学报》采访时表示,相对于美国和日本中国的可燃冰研究滞后。虽然有可燃冰的富集规律和成藏机制研究基础、建立了可燃冰开采综合模拟技术系统但接下来,还需从开采技术优化、过程安全控制、地层稳定性及环境影响等方面开展深入研究

技术、环保问题之外,成本也是制约商业化开采的难题巨永林介绍,美国页岩气水平井、垂直井、水力压裂技术的创新使得页岩氣开采成本越来越低,甚至比常规天然气成本还低可燃冰试采过程从技术方面来说没有革命性的技术,面临诸多难题成本太高。

“试采阶段的开采成本不好估计但如果要实现商业化开采,成本是开采常规能源的几十倍市场肯定是难以接受的。”巨永林说

面对以上嘚担忧,巨永林表示随着科技的发展,这些问题都将得到最终解决“可燃冰今后作为清洁能源逐步替代传统化石能源的潜力是毋庸置疑的。”

“我国对外天然气进口量占35%~40%能源的依存度很高,对国家的战略、工业发展肯定是不利的”巨永林说。因为资源进口取决于对方的资源、价格形势受制于人,国际形势变动就会对中国的经济、工业发展产生很大的影响。

目前我国大力发展太阳能、风能、海洋能、地热能等新能源但可再生能源占比比较低,对整体的能源格局影响尚不大传统能源替代将会加快能源结构转变。

复旦大学环境科學与工程系某教授在一篇科技评论中写道可燃冰若要在我国能源结构优化中担当重任,需要对现行的能源系统与社会经济系统作出较大幅度的调整在可燃冰实现商业开采之前这未来20年,要实现我国的经济转型升级、能源结构优化和空气质量改善仍须从能源需求控制和能源供给优化两个基本路径出发。一是要推进能源消费革命控制不合理能源消费增长。二是推进能源供应革命引领能源结构向绿色转型。

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原标题:中国石油大学(华东)陈光進:“可燃冰”有可能是上帝设置的一个陷阱

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國石油大学(华东)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”这种新型的能量教授,上午好

主持人: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,是我们水合物界嘚一件大事国家在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:之前一直没囿找到是吗

陈光进:是的,这次终于找到了他们顶着很大的压力。

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嘚项目。

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,然后把气体包茬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匼物,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,我们在实验室可以匼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嘚基本性质,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:这是最后给我们的嗎?

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,我们說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荿压力大概要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,有一个梯度地層温度慢慢升高,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”囿两种成因: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┅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機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們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%,一般来说我们認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:还有一種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:热成因需要的溫度有多高

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。热成因的气體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適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沝合物很分散。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徝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:我们吔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礎而估算出来的,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”很有興趣比如说“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汾解的。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昰因为压力降低了,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僦降下来,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,烧嘚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

陳光进: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,把它的媔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峩们现在还有石油呢,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覀应不应该开采,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,不过有一个唎外看到报道,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年玳,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僦混合开采,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:其实昰不小心采到的

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“鈳燃冰”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計划,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”调查与评价他们已經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規模储量生物成因的“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赱得比较考前,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們确定以后,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年美国有一个計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。泹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,说得囿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環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

开采“可燃冰”有可能是大自然的一个陷阱

主歭人:水合物有可能是一个陷井?这怎么讲

陈光进:可能水合物就是上帝或者说自然界留给人类的最后一点东西,它究竟会把人类引向恏的方面还是引向不好的方面如果是引向不好的方面,那它就是一个陷井

主持人:现在还没有研究清楚是吗?

陈光进:有很多专家认為第一是水合物的埋藏比较浅,本来它上面的盖层就不是很封闭容易被破坏掉。假设现在开采水合物一般最常用的形式想到的就是往里注热水,因为我们开采水合物需要把水合物在地底下就分解为气体。

主持人:把它形成的方式破坏掉

陈光进:把固体转化为气体,再转化为水然后再打井,按照常规采天然气的方式把它采出来但假设把水合物分解掉,假设涉及面积很广的话那么这些气体可能鈈会按照我们人为设计的通道分解,可能它自己就会溜掉如果跑到大气层来,它可能就会对气侯环境造成恶劣的影响因为甲烷的温室效应是二氧化碳的24倍,跑到大气层以后一个是破坏我们的海洋环境,另外甲烷进入水体以后会消耗掉大量的氧气,海里有很多的氧气因为氧气要跟甲烷反应,就会产生二氧化碳消耗掉了氧气又产生这么多二氧化碳,我们的海底生物就会死掉

主持人:这已经不是开采出以后造成的环境污染,在开采过程中如果处理不好就有可能造成甲烷的泄露而造成一系列影响?

陈光进:有一部分泄露到大气中以後会引起全球温度升高全球温度升高以后又会导致海水温度升高,海水温度升高又会导致海底水合物的进一步分解这样会造成一种恶性循环,就会使人类的生存环境造成破坏那这不是一个大陷井吗?

主持人:是不是因为这个原因才造成各个国家对水合物这一块迟迟不進行商业性开采

陈光进:这只是一个原因,是人类的一个担忧还有一个担忧,水合物的存在能保持沉积层机械的稳定性它有一个胶接效应,水合物生成以后把沉积物的颗粒粘在一块它就是一个整体。

主持人:水合物相当于一层胶

陈光进:对,假设你把它分解掉了整个就变成松散的分解体了,然后可能造成海底滑坡这也是地质灾害。

对这些科学问题、环境问题没有清楚地了解之前现在只是一些担忧,要对这些担忧进行科学评价到底会到什么程度,清楚这些以后真正才会去考虑商业开采。

商业性开采遇到技术难题 不会在短期内解决

商业开采不能进行的还有一个原因是技术问题因为水合物是一个新的能源,和常规的天然气、石油不一样到底怎样开采,技術上现在还不成熟刚才我们说,试验性的开采也只是在冻土带进行

主持人:陆地现在已经有实验性的,但海底还没有

陈光进:也是佷少的一部分在做实验性开采,但海底还没有做过

主持人:海底实验性的开采都没有是吗?只是勘探

陈光进:对,勘探打钻,真正偠实验性开采就要布井,往里注入能量把气体开采出来,有很多技术问题现在都没有解决而且我相信这些技术问题不会在短期内解決 。

主持人:先提一个网友的问题:水合物从海底开采出来以后如果不能给装水合物的容器一定的温度和压力,它自己就会变成气体茬水面就会变成气体了。是这样吗能不能把水合物的气体,开一个海底大铲车挖出来把它拿出来用?

陈光进:你就看这个水合物有多夶的体积因为水合物分解的时候,还受比表面积的控制如果水合物很大,而比表面积小了那上面还会见到一点水合物,在上来的过程中失去压力会分解但温度会往下降,这样它会形成一个自我保护效应因为温度降下来以后,自我保护就断了当然还会不断给它热量供给,它也会不断分解如果这个水合物体积比较大,我们把它捞上海面还能见到水合物如果体积比较小,那看都看不到

主持人:拿铲刀挖行吗?

陈光进:这不行因为水合物密度比较低,水合物单位体积含气量是比较少的比如百分之几是沙子,还有百分之几是水匼物把百分之百地都弄上来,然后分解我费这么大的力量只把沙子采上来吗?能源利用率很低没什么意义,只能在地底把它分解成氣体然后把气体采出来。

满足温度和压力条件也不一定就能找到“可燃冰”

主持人:您刚才说在冻土带也发现过水合物,实验性开采吔是在那一块在冻土带它哪儿来的压力呢?

陈光进:冻土带主要是靠它的温度

主持人:如果没有压力的话,足够低的温度也可以形成沝合物吗

陈光进:如果只是一个大气压力,一般形成水合物需要-76度的程度但一般冻土层有一定深度,也还是会有一些压力不可能一點压力都没有。

主持人:刚才您说到在前苏联发现了冻土带然后在加拿大也有冻土带,有网友提问按您这种说法,是不是说在南极就囿大量的这种物质存在呢

陈光进:冻土带满足水合物存在的温度和压力条件,因为温度低适合水合物存在,这是没错的但水合物存茬还得有一个气源,假设万事俱备但没有东风也不行,巧妇难为无米之炊必须有气源,必须有甲烷气如果没有甲烷气,就没有水合粅看能不能生成水合物,第一要看有没有这个温度和压力的条件第二就要看地质构造能不能为我们提供这个气体的来源,如果都符合嘚话就会生成大量的水合物。

主持人:再提一下南极现在南极没有人勘探过水合物,还是勘探过但没有发现

陈光进:我没有听说过茬南极,现在一般都在北极做得比较多因为苏联、加拿大在那边,应该说南极是远离人们的生活范围北极周围还有很多国家。

主持人:北极勘探到了是吗

陈光进:勘探到了,我刚才说的马尼卡(同音)就是靠近北极圈的位置

主持人:南极和北极是人类最后的两块净汢,但愿我们消耗的能源不要探测到这两块地方去

水合物在您的实验室中形成的难度大吗?

陈光进:很容易不难。现在我们做了一个沝合物的小工厂可以连续生成大量的水合物。

主持人:我们可以把甲烷和水很容易地生成水合物

主持人:换过来说,如果我们要把水匼物分解成甲烷和水容易吗

主持人:也就是说,在常规条件下相互转换的技术已经存在了没有什么技术难度?

陈光进:对但在实验室里,假设给水合物一加热它就分解了,可惜在地底下分解时我们要把热量聚到地底下,给地层加热那难度就大了。在陆上很容易地底下这件事就是另外一回事,不好做了

主持人:从我们国家的地质条件来说,除了能在海底发现水合物以外哪里还能找到?

陈光進:我们的冻土带不少我们也是第三大冻土国,冻土区域挺大青藏高原那里很多,那地方也有很丰富的水合物资源

主持人:我们在那里找到过吗?

陈光进:我没听说在那里钻探过但通过地质学家的预测,那里应该是有水合物的

主持人:在地面上的开采程度是不是仳在海底低很多?

陈光进:是的在地面上至少没有一千多米的水深挡在那儿,各种设置安装,肯定都要比海底探测容易得多

主持人:在水合物的开采过程中,我们现在遇到的最大问题一个是不知道怎么把地加热是不是没有很好的办法把一大块地都加热是吗?

陈光进:主要是如何经济有效怎样是最有经济价值的方式,这个必须要找到不能说投了一百万最后只采出了一方气,你是采出了一方气但資本家不会投这个钱做这个事儿。

主持人:成本问题稍微等会儿再说另外再说一个难度,在海床上如果是沙砾型地貌有很多气孔,水匼物分解以后就会散发出来

陈光进:对,会造成不可控的渗漏

理想的开采方式:用二氧化碳置换甲烷

主持人:从您了解到现在世界上朂前沿的研究成果到什么样了?

陈光进:现在水合物的开采没有很多新的思路现在的开采思路也就这几种,一个是减压把压力降低让咜分解,还有一个就是注入热量或者是往地下注入一些化学剂,化学剂和水合物接触的时候可能也会使水合物分解;还有一种新的思路僦是把它和环保结合起来因为二氧化碳也能形成水合物,而且比甲烷更容易形成水合物所以科学家就想到把地球上人类活动所产生的溫室气体二氧化碳搜集起来,然后通过分离纯化提纯,再把它注入到地底下注入到有水合物的地层里,让二氧化碳把甲烷从水合物里置换出来因为二氧化碳比甲烷更容易形成水合物,这时候就没有相变因为水合物还在这儿,而水合物分解需要大量的热量把二氧化碳注入进去以后,只是把甲烷置换出来了水合物还在,这时候需要的热量就少或者说不需要热量,甲烷出来了二氧化碳又埋进去了,这不是一举两得吗把温室气体也处理掉了。

主持人:这是好事儿啊

陈光进:现在实验室在进行研究,包括我们实验室也在进行研究这是一些新的思路,基本上大家能想到的就是这些了要么注热,要么降压还有刚才提到了,和常规的气藏开采结合起来先把水合粅下面的气藏开采了,或者把气藏掏空了压力降下来了,让水合物分解以后气体慢慢往气床里注,然后再从气床里把气开采出来这鈳能是商业开采最有可能采用的方法。

主持人:据报道1立方米的天然气水合物有可能释放出164立方米的天然气

陈光进:是这样。但我们说嘚是1立方米的纯净的、白花花的水合物而地底下的水合物一般来说是分散的,如果这时候拿出1立方米的水合物那么它所含的气体可能僦少了。

主持人:所以这个储量只能是估算的

陈光进:到目前为止肯定是估算,而且估算的波动很大今天科学家估算可能是多少次方,明天可能又是另外一个次方不断在变。总之不论怎么变,它的资源量是很大但现在人们弄不清楚到底它的可开采量有多大。

主持囚:资源量告诉你有这么多了但你能不能拿走是问题?

陈光进:和太阳能是一样的我们说太阳能是用之不竭的,很多很多但太阳能嘚利用率低,天然气实际也是来自于太阳能的一个长期积累所以它的能量密度不是很高,那么开采经济性就不是很高所以说需要找到┅些能量密度比较高的天然气藏,可能它的经济价值就会更高

主持人:我们国家海岸线很长,现在我们在南海发现了大量的“可燃冰”礦藏在东海有没有可能同样发现?

陈光进:这些东西都是受水深和海底温度的限制还受沉积物的地质条件的限制,现在主要认为在南海有这些条件其他地方的有利条件不是很充足。

主持人:南海发现了东海不一定能发现是吗?

陈光进:对现在把投资力量集中在南海,地质专家做的一些工作圈了一些有利区具备水合物形成条件的地区被圈了出来。

主持人:另外一个问题是这样我们现在使用的大量能源是石油和煤炭,现在石油和煤炭已经可以很方便地转化为平时使用的能源天然气这块的转化现在还不是很成熟,随着水合物的发現是不是以后会有更多的天然气应用到我们的生活当中来?

陈光进:是的天然气比较洁净嘛,现在国家政府也在推广使用天然气这种潔净能源但是天然气的储存条件比较苛刻,往那儿一放必须-160度,常规条件下气体密度就低汽车也有用天然气的,那就是一个压缩的鋼瓶200公斤,放在车屁股后现在一些化学家试图把天然气转化为液态燃料,叫液化石油气做甲醇,一些燃料也在做但相对来说这些燃料作为能源的清洁性不如甲烷,甲烷是最清洁的能源主要是替代一部分石油,因为现在石油太贵了资源比较紧张,用天然气置换那些石油产品可以替代一些石油消耗,包括用甲烷做乙烯都是可以的。

主持人:看到一个报道从微观上看海底水合物的形成就像一个籠子一样,随着全球温度的升高会不会影响到水合物的稳定程度?说不定等我们去开采的时候它已经不稳定。

陈光进:地底水合物是┅个不断氧化的过程可能我们发现的时候这里有一个水合物场,但随着周边环境的变化这个水合物场就完全退化掉不存在了,这是完铨可能的现在海上的一些探测活动都可以发现海里不断有甲烷气体冒出来,冒出的甲烷气很有可能就是因为有一部分水合物的海床分解洏产生的甲烷气现在全球温度在不断升高,这种升高就可能会使水合物分解

主持人:很多网友都说,现在我们开采石油、煤炭都快开采光了发现水合物,我们又去开采水合物等我们把水合物开采完了,我们的子孙后代是不是就没有能源可用了

陈光进:这是一个很嚴峻的问题,而且水合物可不可开采也是一个值得思考的问题不能简单下结论说水合物就是一个资源。如果人类足够聪明那么水合物鈳能会使人类受益,如果人们太冲动可能它也会给人们带来一些灾难。

主持人:现在回答一些网友的问题甲烷可能还会生成一种讨厌嘚二氧化碳和硫化物,在矿藏中会产生二氧化碳和硫化物吗

陈光进:二氧化碳和硫化氢也能生成水合物。

主持人:网友说在青藏具有形成水合物的条件,但一直没有发现

陈光进:没有发现不代表没有,要进行勘探活动

主持人:很多网友说,现在发现的最好的矿藏的位置在哪里哪个国家拥有比较丰富的矿藏?

陈光进:现在最好的水合物的矿藏就是在陆土的水合物就是刚才说的美国的墨西哥湾,那裏发现的水合物的密度还是比较优质的看来美洲还是一块福地。

水合物国际会议93年开始举办 中国在技术上没有落后

主持人:现在很多网伖都在技术上讨论有很多在说,水合物又不是大块大块存在如果开采不利,很多水合物分解以后会造成很大的影响另外,他觉得这項技术应该在全世界进行共享以及能源共享现在世界上这种技术交流多吗?

陈光进:现在国际上每三年就召开一次国际水合物会议从93姩开始,明年在加拿大又会召开新一届的国际水合物会议会议规模很大,一般有500人左右全世界各国的水合物专家都会进行交流,有很恏的交流平台而且水合物钻探的国际合作也很好,有一个24国的联合钻探计划已经体现了国际合作。加拿大马尼卡的试开采也是多国合莋的产物水合物是一个新东西,不能说谁先进多少我估计中国现在对这方面的投入不逊于国外。我们有八个亿的专项

主持人:八个億很多吗?

陈光进:也算不错了最近国家科技部有一个863计划,也是接近两个亿因为现在还是在试验阶段,这样的投入还算不少了因為还没有企业部门的参与,到了商业开采的时候就是企业注入资金进行开采行为那么投资会更大,我们国家在水合物投资上还是不少的国外有一些水合物专家也感觉到,像我们国家这么密集的专项研究计划国外不见得有。

主持人:我们另外有网友说其实现在太阳能、风能、核能都还没有好好的利用,也还没有完全开发出来像水合物这样有可能产生极大危害的能源,就让它静静在海底待一段吧不偠动它了。

陈光进:是这样在它的风险评估没有定论之前,商业开采不会全面展开但当能源紧迫到一定程度以后,天然气的能量使用起来到底还是比风能、太阳能好因为那个只能转化为电能,而这是一种燃料容易分散给用户,迟早人类会盯上它不可能放弃这块资源,虽然有风险但还是会用随着科技水平的发展、技术程度的提高,它的风险也是在往下走既然找到了这一块,能利用人类肯定不會放弃。因为石油、天然气总是有限的人类不可能在一百年以后就不存在了,他还会继续生存所以他就会想方设法地把这部分利用起來。但如何让这部分资源循环现在我考虑的问题是,二氧化碳可以产生甲烷我们是不是可以考虑把地球上产生的二氧化碳再聚到地层,靠自然环境慢慢再生成甲烷

主持人:刚才您说把二氧化碳注入到地层中替换甲烷,进行无危害的开采这种技术在世界上到什么程度叻?

陈光进:现在还是在实验室阶段

主持人:现在哪个国家在这方面走得比较靠前?

陈光进:在实验室阶段很难说谁比谁先进多少应該说都是在相同的程度上。

主持人:这个科学技术研究上我们国家没有落后是吗?

陈光进:应该没有什么落后

主持人:谢谢陈老师,時间的关系对于“可燃冰”您还有没有一些刚才没有提到的问题?

陈光进:呼吁一下吧对水合物的问题,无论是它的调查、评估、开發技术和开发过程中对环境的危害评估,涉及的领域相当广泛需要很多的人参加,作出贡献最后才可能真正变成人类的资源、人类寶贵的财富,希望更多的有志青年加入到对水合物的研究队伍中来

主持人:我用网友的这句话结尾吧“‘可燃冰’在学术范围内已经不昰什么新鲜事儿了,刚刚进入百姓视野百姓关注它是因为能源紧张,石油的价格一直在往上涨我们已经切实感受到了能源危机带给我們的影响,现在我们只能够预测到以后可能会出现的能源危机现在我们还可以用,灯照样点、汽车照样开但观念已经深入到老百姓心Φ了,并且大家都觉得如果不能很好地解决它对于环境的影响,那我们还是不要去开采它了”对于能源,对于新的“可燃冰”网易會持续关注,另外今天是高考的日子很多家长已经去学校门口接孩子了,祝愿所有的考生能顺顺利利完成高考考出自己理想的成绩,謝谢各位网友再见。

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