可燃冰的科学开采方案!

Question

可燃冰的科学开采方案!

Answer 1

开采方案主要有三种.第一是热解法.利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸汽.但此方法难处在于不好收集.海底的多孔介质不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着.如何布设管道并高效收集是急于解决的问题.
方案二是降压法.有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解.但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题.
方案三是“置换法”.研究证实,将CO2液化（实现起来很容易）,注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底）,就会生成二氧化碳水合物,它的比重比海水大,于是就会沉入海底.如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来.
据统计,1立方米可燃冰可释放出相当于170立方米的天然气,能源密度是普通天然气的2-5倍.但是,在实际开采过程中还面临着不少难题.由于可燃冰生成环境复杂、特殊,因此开采难度大.它是甲烷与水在高温高压条件下生成并存在的,若环境发生变化,可燃冰就会迅速分解、挥发,易造成井喷,还可能引发海底滑坡,甚至海啸.另外,它可能造成全球气候变暖,因为甲烷对全球气候变暖的影响,比二氧化碳更严重.同时,目前可燃冰的开采成本高达200美元/立方米,折合成天然气要1美元/立方米,而目前国内天然气造价仅在1元/立方米,这是勘测、开采可燃冰不得不面对的问题.在繁复的可燃冰开采过程中,一旦出现任何差错,将引发严重的环境灾难,成为环保敌人—— 首先,收集海水中的气体是十分困难的,海底可燃冰属大面积分布,其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集,而且一离开海床便迅速分解,容易发生喷井意外.更重要的是,甲烷的温室效应比二氧化碳厉害10至20倍,若处理不当发生意外,分解出来的甲烷气体由海水释放到大气层,将使全球温室效应问题更趋严重.此外,海底开采还可能会破坏地壳稳定平衡,造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸,带来灾难性后果.目前已有证据显示,过去这类气体的大规模自然释放,在某种程度上导致了地球气候急剧变化.8000年前在北欧造成浩劫的大海啸,也极有可能是由于这种气体大量释放所致.
可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,所以目前仍在发展阶段,估计需要10至30年的时间才能投入商业开采.其实,中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划,其中日本建成7口探井,期望在2010年投入商业开采,美国近年也急起直追,希望在2015年在海床或永久冻土带进行商业开采.
可见,“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望,同样也有新的困难,只有合理的、科学的开发和利用,“可燃冰”才会真正的为人类造福.