可燃冰的研究与开发进展

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1、可燃冰的研究与开发进展摘要：可燃冰是21世纪公认的替代能源和清洁能源，开发利用潜力巨大，是天然气水合物的俗称。综合介绍了可燃冰的概况、结构特征、分布情况、开采方法以及开采过程中的难点问题，最后对可燃冰的未来开发前景做了展望，开采可燃冰会给环境带来的一系列问题，要实现工业规模开采和商业化开采还需要一定的时间。Abstract：Flammableiceiscommonlyknownasnaturalgashydratewhichisregardedasanalternativeandcleanenergyinthe21stcentury.Flammableicehasahugepotentia

2、lofdevelopmentandutilization.Theflammableice’sstructuralfeatures，distribution,miningmethodsanddifficultiesintheminingprocessarecomprehensivelypresented.Theprospectsforthefuturedevelopmentofflammableiceisgivenfinally.Arangeofproblemstotheenvironmentwillbetakenwiththedevelopmentofflammableice.Itwill

3、takealongtimetoachieveindustrial-scaleandcommercialexploitation.主题词：可燃冰；天然气水合物；分布；开采方Keywords:flammableice；naturalgashydrate；distribution；miningmethod中图分类号：F407.7文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)08-0031-031概述可燃冰是天然气水合物俗称，主要蕴藏在深海和陆地冻土带。许多国家都把目光投向了可燃冰这种鲜为人知的新型能源。近30年来，随着传统能源的日趋枯竭，可燃冰能量密度非常高，达到煤的10倍，燃烧后不产生

4、任何残渣和废气，每立方米可释放出160-180m3的天然气，仅海底可燃冰的储量就够人类使用1000年。各国科学家对全球天然气水合物资源量，都发现了天然气水合物气藏，它是剩余天然气储量(1.56X1014m3)的128倍［1］，较为一致的评价为2X1016m3。目前世界上有79个国家和地区都在关注这项资源。图1反映能源资源使用情况随时间变化的规律［2］。随着开采技术和手段的不断进步，可燃冰势必成为未来替代石油、煤的首选绿色洁净能源。从能源曲线预测中可以看出，到2050年，天然气水合物在世界能源中所占的比例会超过五成。2可燃冰简介可燃冰即天然气水合物，主要分布于深海沉积物中，由天然气与水在高压

5、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，所以又被称作固体瓦斯和气冰。它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。分子结构C3］反应式为：G+NH2O-G7NH2O它可用G?nH2O来表示，G代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及C02、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物［4］

6、。3可燃冰的分布科学家们公认，可燃冰在世界范围内有广泛存在的可能性。在陆地上，大约有27%的面积是可以形成可燃冰的潜在地区，而大洋水域中90%的面积也属这样的潜在区域。海底可燃冰分布的范围约为4X107km2，占海洋总面积的10%。从所取得的岩心样品看，天然气水合物可以以多种方式存在［5］:①占据大的岩石粒间孔隙；②以球粒状散布于细粒岩石中；③以固体形式填充在裂缝中；④大块固态水合物伴随少量沉积物。图3为全球已知和推断的天然气水合矿床图［6］。我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原拣土带以及东北拣土带，据粗略估其资源量［7］分别约为64.97X1012m3、3.38X1012m3

7、>12.5X1012m3和2.8X1012m3。其中，南海北部陆坡的可燃冰资源量达185亿吨油当量，相当于南海深水勘探已探明的油气地质储备的6倍，达到我国陆上石油总量的50%。此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积为5242km2,其资源估算达4.1万亿m3。而且在我国东海和台湾省海域也存在大量可燃冰。经海内外专家学者多年探测研究，证实中国台湾省西南面积约77000km2的海域蕴藏着极为丰富的可燃冰球。据科学家粗略估算