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(bào)道中，最大的烏龍是這樣一種說(shuō)法：“可燃冰的最大特點(diǎn)就是能量密度高。它占用體積小，卻蘊(yùn)含大量能量。它占用體積小，卻蘊(yùn)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(bào)道中，最大的烏龍是這樣一種說(shuō)法：“可燃冰的最大特點(diǎn)就是能量密度高。它占用體積小，卻蘊(yùn)含大量能量。舉個(gè)例子，一輛使用天然氣為燃料的汽車(chē)，一次加100升天然氣能跑300公里的話(huà)，那么加入相同體積的可燃冰，這輛車(chē)就能跑5萬(wàn)公里。”
呃，5萬(wàn)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(chē)的百公里油耗一般在10升的量級(jí)，也就是說(shuō)，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(huì)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(gè)一個(gè)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(shuō)，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(yǔ)言說(shuō)，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(duì)照，硫酸銅水溶液卻是混合物，因?yàn)槠渲辛蛩徙~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(kāi)采的難度。
所以新華社的報(bào)道會(huì)強(qiáng)調(diào)：“中國(guó)此次試采可燃冰成功，也是世界首次成功實(shí)現(xiàn)資源量占全球90%以上、開(kāi)發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開(kāi)采。”
理化性質(zhì)
天然氣水合物燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?，污染比煤、石油、天然氣都要小得多?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(kāi)采時(shí)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(cè)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(gè)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(cè)的密度大約在 0.9 g/cm³。一升的甲烷氣水包合物固體，在標(biāo)準(zhǔn)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(lài)巨厚水層的壓力來(lái)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?xún)?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(lái)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(shí)別天然氣水合物的理論基礎(chǔ)。此外，天然氣水合物的毛細(xì)管孔隙壓力較高。
可燃冰的主要特點(diǎn)
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?jiān)苊饬俗钭屓藗冾^疼的污染問(wèn)題。科學(xué)家們?nèi)绔@至寶，把可燃冰稱(chēng)作“屬于未來(lái)的能源”。
可燃冰這種寶貝可是來(lái)之不易，它的誕生至少要滿(mǎn)足三個(gè)條件：第一是溫度不能太高，如果溫度高于20℃，它就會(huì)“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(xì)菌分解后會(huì)產(chǎn)生甲烷。所以，可燃冰在世界各大洋中均有分布。中國(guó)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(lái)很有潛力的重要礦物燃料來(lái)源。然而，在大多數(shù)的礦床地點(diǎn)很可能都過(guò)于分散而不利于經(jīng)濟(jì)開(kāi)采。另外面臨經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的問(wèn)題還有：偵測(cè)可采行的儲(chǔ)藏區(qū)、以及從水合物礦床開(kāi)采甲烷氣體的技術(shù)開(kāi)發(fā)。在日本，已進(jìn)行一項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，預(yù)計(jì)要在2016年進(jìn)行商業(yè)規(guī)模的開(kāi)采。
可燃冰過(guò)度開(kāi)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(lèi)能夠用來(lái)開(kāi)發(fā)可控核聚變的時(shí)間并不是無(wú)限的，而是有一個(gè)時(shí)間窗口，到化石能源耗盡為止。人類(lèi)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(guò)由于其儲(chǔ)量巨大，可望把這個(gè)時(shí)間窗口拓展一段可觀的時(shí)間。人類(lèi)一定要珍惜這次機(jī)會(huì)(可能是最后的機(jī)會(huì))，好好把握這個(gè)時(shí)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(kāi)采存在一種最糟糕的可能性：對(duì)地層的擾動(dòng)導(dǎo)致大量甲烷泄漏到大氣中，導(dǎo)致嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。
這可能會(huì)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(lèi)的命運(yùn)系于此，因此只有前進(jìn)，才是唯一的生路。只是需要強(qiáng)調(diào)，對(duì)開(kāi)采過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)要有清醒的估計(jì)，發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)。
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