为什么现在不谈论可燃冰了?
当年把可燃冰吹上天了,认为可燃冰能完美代替石油,会掀起一场能源革命,结果到现在都没人提了……
石油和可燃冰在燃烧过程中,都会释放二氧化碳,这是全球变暖的主要温室气体。
但是,石油燃烧还会产生烟尘、微小碳颗粒、氮氧化物、二氧化硫、多环芳烃、苯等挥发性有机化合物,这些都对空气环境造成了污染。
而甲烷在燃烧时,除了二氧化碳之外就是水,污染肯定特别小,我们日常生活中燃烧的天然气,85%~90%都是甲烷。
1立方米可燃冰能释放160立方米天然气,二者之间的比例高达1:160,再结合石油和天然气燃烧后产生的污染物对比,你会发现,可燃冰还真属于未来清洁能源,一场能源革命来了?
可燃冰到底是什么?
可燃冰属于甲烷水化合物,当甲烷含量足够高,以及在低于10℃和超过10MPa的环境下,才有可能生成可燃冰,结构是8个甲烷分子跟46个水分子,外观跟冰块相似,遇火即燃,也被称为“固体瓦斯”。
截至目前,全球已探测到的可燃冰分布点超过230处,总储量约2100万亿立方米,是天然气储量的10倍。
中国可燃冰主要集中分布在南海和青藏高原冻土带,其中南海可燃冰储量,约等于800亿吨石油当量,国内可燃冰总储量超过1000亿吨石油当量,牢牢位居全球第一。
可燃冰曾被认为可取代石油,为什么如今不提了?
1.开采技术没有突破
可燃冰的开采技术主要有降压法、置换法、热解法、化学试剂注入法、水力压裂技术法以及地层流体抽取试采法。
以置换法举例,大概意思是人为向可燃冰中注入大量二氧化碳,用来置换出甲烷,这么做的好处是,将当下本就有害的温室气体封存起来,同时又提取出了甲烷,一举两得。
既然这么好,为什么不普及呢?
早在2012年,美国就曾做过置换法实验,结果可行,因为二氧化碳水合物会放热,可燃冰分解后能得到甲烷,但最关键的一点在于“成本”,置换法需要极其精准的控制力,需要用到大量昂贵设备,综合开采成本非常高,还不如直接购买天然气。
又或者热解法,原理不难,通过加热可燃冰来获取甲烷,但目前仍然没能解决的是“热转化率较低”。
在目前众多可燃冰开采技术中,要么是开采成本太高,就算努力控制成本,可燃冰开采成本也要比天然气高3.5~4美元/千标准立方英尺,要么是技术不达标。
2.冒然开采可燃冰,会引起一系列严重的环境问题
可燃冰虽然是固体,但稳定性较差,想象一下,甲烷在常温下属于无色无味的气体,但在高压下,它和液态水一起被压缩成了外观跟冰块类似的固态物质。
也就是说,可燃冰如果开采不当,就像是一个超大型炸弹一样,这就好比一个气球,你用针一扎就爆了。
如果开采不当,大量气态甲烷从可燃冰中喷涌而出,带动海底水流搅动,除了砂石堵塞管道外,极有可能发生海底滑坡甚至海啸,海绵钻井平台随身都有可能变形倒塌,好好的开采工程,可能会升级成一场海底地质灾害。
降压法的难点在于精确控制压力,置换法的难点在于如何在保证安全的情况下高效置换,热解法的难点在于精准控制温度,化学试剂注入法的难点在于研制出合适的试剂。
虽然开采技术很多,但稍不注意就会对海底环境造成巨大破坏,因为大量甲烷逸散到大气中,氧化后会产生二氧化碳,从而导致海水中二氧化碳含量增加。
二氧化碳跟水反应生成碳酸,接着碳酸被离解成碳酸氢根离子和氢离子,海水酸化后会影响珊瑚礁、贝类等钙化生物的生长构,海洋底层生态出现问题后,中上层生物链都会受到影响,这就好比陆地生态中,植物大量枯萎死亡,狮子老虎数量也会减少。
值得注意的是,二氧化碳具备水溶性,海洋才是吸收二氧化碳的主力军,陆地植物更像是辅助角色。
可燃冰到底能否代替石油?
对比一下。
可燃冰是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。
石油是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
可燃冰被开采后,能获得甲烷和水,后者咱就不要了,而甲烷是天然气的主要物质,也就是说,开采可燃冰,最终获得天然气。
石油的提炼物也就多了,包括但不限于汽油、柴油、煤油、润滑油、乙烯、丙烯、芳烃、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等,涉及工业、纺织业、农业、医疗业等,这些领域无一不是对国家发展有着至关重要的作用,哪怕你身上穿的衣物,部分原材料也来自于石油,又或者你脚下踩的沥青,同样来源于石油。
一个普通人的一辈子,会间接“吃掉”551千克石油、“穿掉”290千克石油、“住掉”3790千克石油、“行掉”3838千克石油。
石油早就融入了我们的日常衣食住行中,而可燃冰中的甲烷功能单一,可燃冰虽然储量高,即便能攻破开采桎梏,可燃冰也无法取代石油。