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可燃冰化学式是什么(可燃冰,一种公认的尚未开发的最大新型清洁能源)

可燃冰

可燃冰一般指天然气水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate),有机化合物,化学式CH4·xH2O。是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。 因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、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。它的诞生至少要满足三个条件:第一是温度不能太高,如果温度高于20℃,它就会“烟消云散”,所以,海底的温度最适合可燃冰的形成;第二是压力要足够大,海底越深压力就越大,可燃冰也就越稳定;第三是要有甲烷气源,海底古生物尸体的沉积物,被细菌分解后会产生甲烷。所以,可燃冰在世界各大洋中均有分布。中国东海、南海都有相当数量分布。

与传统油气能源相比,其优势主要体现在两个方面

一是能效高,烧得快。由于天然气含量占可燃冰体积的80%至99%,比常规天然气的纯净度平均高约10个百分点。1立方米的可燃冰可分解出164立方米甲烷气体,同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤和石油要高出数十倍,这是传统能源远远达不到的标准。

二是非常环保。和煤比起来,可燃冰没有粉尘污染,和石油比起来没有毒气污染,甚至和传统天然气比起来没有其他杂质污染。具体来说,与等热值煤炭相比,每千立方米气可分别减排二氧化碳、二氧化硫约4.33吨和0.0483吨,且基本不含铅尘、硫化物以及PM2.5等有害物质,是非常干净的能源。

可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,而且燃烧后不产生任何残渣,避免了最让人们头疼的污染问题。被称作“属于未来的能源”。可燃冰具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,储量巨大。所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的接替能源,是公认的尚未开发的最大新型能源。

可燃冰燃烧方程式为:CH4·8 H2O+ 2 O2== CO2+ 10 H2O(反应条件为“点燃”)。

根据测算,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。以汽车为例,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。显然,该技术完全可能使世界油气价格"崩溃"。根据美国能源信息署的统计,世界范围的储量估计范围为280万亿立方米(10,000万亿立方英尺),达到2800万亿立方米(10万亿立方英尺)。相比之下,2015年全球天然气总产量达35亿立方米(1240亿立方英尺)。这意味着甲烷水合物储量可以以目前的消费速度满足80至800年的全球天然气需求。

社会意义

一是有利于保障国家能源资源安全。中国海域天然气水合物分布广、类型多、资源量大,可用于民用和工业燃料,化工和发电等,是我国重要的战略后备资源,其开发利用将为国家能源资源保障提供新的方向,降低油气资源对外依存度,将会提升我国能源资源安全保障程度。

二是有利于优化能源生产和消费格局。确立天然气水合物新矿种,会加快天然气水合物资源早日实现开发利用的步伐,满足经济社会发展对清洁能源的需求,控制温室气体排放,对于构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式,增强可持续发展能力,提高生态文明水平,推进绿色发展具有重要意义。

三是有利于放开天然气水合物矿业权市场。确立天然气水合物新矿种,有利于推进天然气水合物勘查开发投资主体多元化,鼓励国内外具有资金、技术实力的多种投资主体进入天然气水合物勘查开发领域,可以极大地激发市场的活力。

四是有利于促进天然气水合物勘查开采科技创新。确立天然气水合物为新矿种,有利于加大科技攻关力度,通过自主创新掌握天然气水合物勘查开采的核心技术,形成适合我国地质条件的天然气水合物资源调查与评价技术方法、勘查开采关键技术及配套装备,促进天然气水合物领域技术的全面进步。

五是有利于带动相关产业发展。加快天然气水合物资源勘探开发,有利于拉动钻采装备制造、管网建设、工程施工、液化天然气船、非常规天然气勘探开发特种技术及装备制造,可增加就业,培育新的经济增长点,形成上游勘探开发、中游运输储备、下游综合利用的完整产业链。

开采过程中注意事项

在可燃冰开采过程中,如果不能有效地实现对温压条件的控制,就可能产生一系列环境问题,如温室效应的加剧、海洋生态的变化以及海底滑塌事件等。因为天然气水合物是在低温高压下形成的,一旦脱离地下或洋底,便迅速气化。长期禁锢在洋底的天然气水合物像被打开的潘多拉魔盒一样,大量释放甲烷气,其猛烈程度可能导致海床崩塌以及其他灾害,这是十分危险的。

可燃冰被认为是世界上最丰富的化石燃料之一。将来技术成熟,能够处理开发过程中遇到的多种问题,这将是潜在的“全球能源革命”。甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。

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