可燃冰的主要成分是什么是可再生能源嗎
可燃冰的主要成分是什么是可再生能源嗎
在可燃冰的報道中，最大的烏龍是這樣一種說法：“可燃冰的最大特點就是能量密度高。它占用體積小，卻蘊含大量能量。它占用體積小，卻蘊含大量能量。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的可燃冰的主要成分是什么，希望你們喜歡。
可燃冰的主要成分
在關(guān)于可燃冰的報道中，最大的烏龍是這樣一種說法：“可燃冰的最大特點就是能量密度高。它占用體積小，卻蘊含大量能量。舉個例子，一輛使用天然氣為燃料的汽車，一次加100升天然氣能跑300公里的話，那么加入相同體積的可燃冰，這輛車就能跑5萬公里。”
呃，5萬公里是什么概念?!這意味著每百公里只需要0.2升的可燃冰，而汽油車的百公里油耗一般在10升的量級，也就是說，可燃冰的單位體積能量密度大約是汽油的50倍?
但知道可燃冰是什么的人，立刻就會發(fā)現(xiàn)，這太離譜了。
可燃冰的化學(xué)結(jié)構(gòu)是甲烷水合物，即甲烷分子被一個一個地包在水分子組成的籠子之中。
在一定條件下，籠子的組成是固定的，因此甲烷水合物是一種定比化合物(就是說，甲烷分子和水分子的比例是固定的)，而不是溶液或者固溶體。
用初中化學(xué)的語言說，這是一種純凈物，而不是甲烷和水的混合物。(敲黑板!)就像五水合硫酸銅CuSO4·5H2O是一種純凈物，而不是混合物，其中硫酸銅和水的比例必然是1:5。與之對照，硫酸銅水溶液卻是混合物，因為其中硫酸銅和水的比例可以在一定范圍內(nèi)取任何值。
當(dāng)然，在海底，甲烷水合物這種純凈物又跟泥沙混合在一起，這也增大了開采的難度。
所以新華社的報道會強調(diào)：“中國此次試采可燃冰成功，也是世界首次成功實現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開采。”
理化性質(zhì)
天然氣水合物燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
天然氣水合物在海洋淺水生態(tài)圈，通常出現(xiàn)在深層的沉淀物結(jié)構(gòu)中，或是在海床處露出。甲烷氣水包合物據(jù)推測是因地理斷層深處的氣體遷移，以及沉淀、結(jié)晶等作用，于上升的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在高壓下，甲烷氣水包合物在 18 °C 的溫度下仍能維持穩(wěn)定。一般的甲烷氣水化合物組成為 1摩爾的甲烷及每 5.75 摩爾的水，然而這個比例取決于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各種不同的包覆結(jié)構(gòu)中。據(jù)觀測的密度大約在 0.9 g/cm³。一升的甲烷氣水包合物固體，在標準狀況下，平均包含 168 升的甲烷氣體。
1立方米的可燃冰可在常溫常壓下釋放164立方米的天然氣及0.8立方米的淡水)所以固體狀的天然氣水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉積物或寒冷的永久凍土中。海底天然氣水合物依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態(tài)，其分布可以從海底到海底之下 1000 米 的范圍以內(nèi)，再往深處則由于地溫升高其固體狀態(tài)遭到破壞而難以存在。
天然氣水合物從物理性質(zhì)來看，天然氣水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系數(shù)、電解常數(shù)和熱傳導(dǎo)率均低于冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高于含氣沉積物和飽和水沉積物，中子孔隙度低于飽和水沉積物，這些差別是物探方法識別天然氣水合物的理論基礎(chǔ)。此外，天然氣水合物的毛細管孔隙壓力較高。
可燃冰的主要特點
可燃冰燃燒產(chǎn)生的能量比煤、石油、天然氣要多出數(shù)十倍，而且燃燒后不產(chǎn)生任何殘渣，避免了最讓人們頭疼的污染問題?？茖W(xué)家們?nèi)绔@至寶，把可燃冰稱作“屬于未來的能源”。
可燃冰這種寶貝可是來之不易，它的誕生至少要滿足三個條件：第一是溫度不能太高，如果溫度高于20℃，它就會“煙消云散”，所以，海底的溫度最適合可燃冰的形成;第二是壓力要足夠大，海底越深壓力就越大，可燃冰也就越穩(wěn)定;第三是要有甲烷氣源，海底古生物尸體的沉積物，被細菌分解后會產(chǎn)生甲烷。所以，可燃冰在世界各大洋中均有分布。中國東海、南海都有相當(dāng)數(shù)量分布。
沉淀物生成的甲烷水合物含量可能還包含了2至10倍的已知的傳統(tǒng)天然氣量。這代表它是未來很有潛力的重要礦物燃料來源。然而，在大多數(shù)的礦床地點很可能都過于分散而不利于經(jīng)濟開采。另外面臨經(jīng)濟開采的問題還有：偵測可采行的儲藏區(qū)、以及從水合物礦床開采甲烷氣體的技術(shù)開發(fā)。在日本，已進行一項研發(fā)計劃，預(yù)計要在2016年進行商業(yè)規(guī)模的開采。
可燃冰過度開采的危害
為了沖出地球，移民宇宙，唯一可行的能源是可控核聚變。人類能夠用來開發(fā)可控核聚變的時間并不是無限的，而是有一個時間窗口，到化石能源耗盡為止。人類不能陶醉在小清新情緒中悠游歲月，需要有緊迫感了!
可燃冰仍然是一種化石能源，不過由于其儲量巨大，可望把這個時間窗口拓展一段可觀的時間。人類一定要珍惜這次機會(可能是最后的機會)，好好把握這個時間窗口，在化石能源耗盡之前沖出地球。
最后，需要注意到甲烷是一種溫室氣體，可燃冰開采存在一種最糟糕的可能性：對地層的擾動導(dǎo)致大量甲烷泄漏到大氣中，導(dǎo)致嚴重的溫室效應(yīng)。
這可能會破壞全球生態(tài)平衡，造成大滅絕。但即使如此，也不是因噎廢食的理由。人類的命運系于此，因此只有前進，才是唯一的生路。只是需要強調(diào)，對開采過程中的風(fēng)險要有清醒的估計，發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)。
猜你喜歡：
1.可燃冰怎么形成的