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冰燃烧起来!冰层蕴含巨大能量,可燃冰是未开发能源宝库

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:冰怎么能燃烧起来呢?可燃冰里有水,但主要成分是甲烷,所以它又被称为甲烷水合物。在标准状况下,1立方米可燃冰可释放出164立方米天然气和0.8立方米的水,能量密度是天然气的2~5倍,是煤的10倍。单位体积的可燃冰燃烧释放出的热量远远大于煤、石油和天然气,而且燃烧后几乎不会产生污染物。仅海底探查的可燃冰分布量来看,可供人类使用1000年,可以说是一个巨大的、尚未开发的能源宝库。

冰燃烧起来!冰层蕴含巨大能量,可燃冰是未开发能源宝库

从小,我们就知道“水火不容”这个词。常见的冰实际上是水的固体形式,不含任何杂质的纯净水的冰点是0℃。

冰怎么能燃烧起来呢?其实此冰并非彼冰。

1960年,苏联在西伯利亚进行深海钻探时,技术人员从海底钻取岩芯时,第一次在岩芯中见到一些白色或浅灰色形似冰块的结晶物质。当时,他们完全不知道这些貌似冰块的物质是什么。

1970年,美国地质工作者在海洋钻探时,又有了新的发现,这些冰块在空气中很快就融化了,还不断冒出气泡,最终在岩芯中成为一摊泥水。

更让人不可思议的是,将这种冰块带到海面,会发现它的外表给人的感觉很像冰,但它会发出“咝咝”的声音,用火苗靠近它,不仅会融化,还会燃烧起来。于是,这种来自海底的冰状晶体就有了“可燃冰”这个很特殊的名字。

可燃冰里有水,但主要成分是甲烷,所以它又被称为甲烷水合物。它的组成方式,就好像甲烷分子被多个水分子“囚禁”住,形成一种笼子形状的结构,其中甲烷的成分占到了80%~99.9%。因为甲烷是天然气的主要成分,所以可燃冰被看作是天然气的固体形式。

标准状况下,1立方米可燃冰可释放出164立方米天然气和0.8立方米的水,能量密度是天然气的2~5倍,是煤的10倍。单位体积的可燃冰燃烧释放出的热量远远大于煤、石油和天然气,而且燃烧后几乎不会产生污染物。因此,它被公认为一种清洁能源。(www.xing528.com)

科学家在对甲烷水合物的分析研究中发现,它们的存在要满足三个条件,即温度、压力和原料。

首先是温度不能太高,如果温度高于20℃,它就会受热分解,而海底温度一般保持在2~4℃,完全适合可燃冰的形成和保存。

然后,可燃冰在0℃时只需30个标准大气压即可生成,并且压力越大,可燃冰就越不容易分解,也只有海底才能保持这种压力状态。

最后,埋藏在海底的生物残体和有机腐殖质细菌分解后会产生甲烷气体,这为可燃冰的形成提供了充足的原料。

就储量而言,可燃冰非常丰富,大约是地球上剩余天然气储量的128倍。仅海底探查的可燃冰分布量来看,可供人类使用1000年,可以说是一个巨大的、尚未开发的能源宝库。如果一切按计划进行,从2020年开始,中国就要对可燃冰进行商业性开采。

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