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我国南海一把火,烧出5000亿吨可燃冰,“蓝鲸一号”功不可没

小绿说故事

2022-09-23 11:31广东

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事物的发展从来都不是一尘不变的,人类的发展历史也是如此,事实上,人类技术进步的过程就是能源使用方式进步的过程。

在全新的时代之中,哪个国家能够使用更为高效、清洁的能源,这个国家很有可能就会发现更多可用的新技术力量。

人类的百年发展史,也是一段能源使用方式不断更迭的发展史。

1、能源革命

从原始时期开始,人类就已经学会利用自然界的能源来帮助生产与生活。比如利用太阳光晒干衣服,利用太阳光钻木取火等,但这些都是比较原始的手段。

直到二次工业革命后,人类利用能源的效率与能力大大提升,石油成为了当今世界最为主要的能源。

大约3000年前,中东人就已经学会使用石油作为燃料和武器,用于固定各种装置与作为建筑材料(沥青)。

在1500年,石油首次被用于街道照明,这也是使用技术的一次大提升。

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1859年,美国人艾德温·德雷克第一次运用机械化手段规模化地采集到了石油,这标志着现代石油产业的诞生,人们开始用桶来作为石油的计量单位。

伴随着石油开采技术的进步,现代工业技术也在不断进步,利用汽油驱动的汽车、飞机、机床等不断被发明出来,而石油也成为了这些新式机器的主要燃料。

在第二次世界大战期间,欧洲战场上的机械化作战需要石油燃料的支持,甚至很多大大小小的战役都是伴随着油田资源的争夺。

二战后,石油更是被世界各国作为最主要的能源资源,这也是它作为“化石能源”最为高光的时刻。

但随着石油使用的深入,它作为“化石能源”的弊端也初步显现。

首先,石油是由古代的有机物演变而来,通俗来说,也就是动植物的尸体经过漫长的时间演变而来。

这意味着当前作为世界各国的主要能源的石油并不是可再生、可持续的,它会有用完的一天。

其次,石油作为燃料燃烧后会产生一系列的有害气体,这会给环境造成巨大的破坏,为了进一步优化能源结构,科学家们进行了一场能源革命。

比石油更为清洁的有太阳能、风能,水能,比石油更为高效的有核能,但这些能源也都有着他们的局限性。

太阳能、风能、水能并不是随时随地都可以使用的,而是有着一定的制约。

而核能自不必说,危险性与制约更高,稍有不慎,给环境和人类造成的灾难,远比石油造成的生态问题更为严重,“切尔诺贝利”核电站泄漏事件就是一个血淋淋的例子。

那是否存在既清洁,又高效的能源替代石油呢?最近科研发现表示还真有,那就是被称为“可燃冰”的天然气水合物。

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2、黄金万两

所谓的可燃冰,是天然气与水在高压低温的条件下形成的类冰冻状结晶的物质,因其外观像冰,遇火既燃,被称为“可燃冰”。

天然的可燃冰一般分布在深海或者陆地的永久冻土之中,1立方米的可燃冰燃烧后,可以转化为几十倍立方米的天然气资源和等量的水资源。

可以说,可燃冰的能源利用效率是非常高的。

目前海地可燃冰分布范围约4000万平方公里,占海底总面积的10%,能够有效地替代石油资源。

而美国东南海岸的布莱克海峡,拥有可燃冰资源多达180亿吨,可供美国使用约105年左右。

黑海、里海也存有相当数量的可燃冰,世界上的发达国家附近海域都存在着可利用的可燃冰资源,而中国对于可燃冰的开采与科研需求也刻不容缓。

早在上世纪60年代开始,以美国、日本、德国、中国为代表的一系列国家,都已经开始制定有关可燃冰的勘探与研究计划。

但是当时的可燃冰开采难度极大,很容易造成各类事故,让海洋内部环境与生态出现巨大变化。

所以此类的科研工作一般都是对可燃冰物质的研究,缺少实质性的开采成果。

我国一直以来都希望寻找到自己国家领海的可燃冰的资源,然而事与愿违,甚至有很长一段时间,我国都被西方国家认为是一个缺少可燃冰的资源的国家。

后来进入到新世纪,我国燃气公司的一把火,意外烧出大量贮藏在南海的可燃冰资源。

根据有关专家的预估,这些贮藏在南海的可燃冰的能源价值,相当于5000亿吨“黄金”的价值,黄金万两埋藏在大海深处。

不得不说,这是老天爷给我们祖国的一个浪漫礼物。

3、资源的开采与保护

虽然可燃冰的价值堪比黄金,但是宝藏并不是随随便便的就能够获取的,可燃冰的开发难度极大,开发成功需要很高的技术手段。

目前,可燃冰开发主要存在几个难点。

其一,是如果开采不慎,可燃冰会迅速气化,释放大量的甲烷气体,可能导致海床崩塌等一系列自然灾害。

可燃冰中蕴藏的甲烷所产生的温室效应是二氧化碳的20倍,泄漏这些甲烷可能会加剧温室效应,对环境造成更大的破坏。

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其二,可燃冰在开采过程中会产生大量的水,释放岩层孔隙空间,将会导致相关地区的稳定性变差,长此以往,也会引发地质灾害并对海底电缆,海洋石油钻井平台造成破坏。

正是意识到了开采的难度,所以世界各国对于可燃冰的开采都持谨慎态度。

在南海发现了相当数量的可燃冰之后,有关方面致力于于功克技术难关,但是由于世界各国对于关键技术的封锁,进展缓慢。

经过长时间的科学技术研究之后,我国终于在2017年5月18日实现了质的突破。

我国自主研发生产的“蓝鲸一号”钻井平台,成功实现了可燃冰的开采,取得了持续产气时间最长、产气总量最大、环境安全等重大突破性成果,创造了产气时间时长与总量的世界纪录。

可以说,我国南海一把火,烧出5000亿吨可燃冰,“蓝鲸一号”功不可没。

它是我国完全自主研发的科研产品,也是在世界各国封锁下诞生的技术产物,更显它的珍贵。

“蓝鲸1号”是一个甲板面积有2个足球场大小、高度相当于37层楼超大型钻井平台,最大钻井深度可达到15240米。

据专家介绍,“蓝鲸1号”在设计上别出心裁,它拥有左右两个铁臂,能够有效平衡钻井与接管的工作,大大提高了工作效率。

而且它最高能够携带370根油管,能够为开采提供充足的物资准备,相比于现有的世界各国钻井平台,“蓝鲸1号”的钻井效率提高了约30%。

根据新闻报道,我国首次的可燃冰开采于2017年5月10日在珠海市东南的神狐海域,连续开采60天,累计产气量达到了30万立方米,创下多项世界纪录。

这次试开采震惊了世界,因为这是全球首次实现开发难度最大的安全可控的开采,这也标志着中国掌握了世界各国都没有的技术,中国走到了可燃冰开采的前列。

无数的国家都纷至沓来恭贺我国,在这同时却也提出了技术合作开放的需求,实际上这些国家都想要在可燃冰的开发上分上一杯羹。

我国在可燃冰开采技术上,开创性地提出了“两型三期”的成矿理论与“三相控制”的开采理论,这些理论都在实操中证明了可燃冰可以安全、大量的开采。

这背后代表的意义也非常深远,一方面,它保证了我国未来的能源安全,还能够

促进我国的海洋技术的发展,任何新能源的使用都代表着一种科技的革新与进步,伴随着可燃冰开采的深入,可燃冰商业化的历程也将一步一个脚印的走下去。

另外一方面,可燃冰开采的技术成熟,有利于中国与一带一路沿线国家更进一步的发展合作,不仅仅只有我国拥有可燃冰矿藏,一带一路沿线各国多是沿海国家,他们或多或少都有着一定的可燃冰矿藏,这些国家也都希望对可燃冰进行开发利用。

我国可以以技术输出的方式与沿线各国合作,改变当前各国的能源结构与使用问题,助力于国家之间的合作。

但不可否认的是,这仅仅只是试验开采阶段,目前可燃冰开采受制于成本、技术安全环保的各方明制约,至今未形成商业化开采与使用。

而且此类能源的运输也是一个很大的问题,燃气管道的铺设也存在着很多技术难题等待着我们去突破。

要真正实现民用化、商业化,还有很长的路要走。

在当今的世界竞争中,保证能源的安全与能源的可持续性,已经是世界各国的共识。

美国把控世界石油,就成为了世界第一的国家,而在新的时代,谁能够有效地利用可燃冰,就相当于把握住了未来世界发展的命脉。

全球化的背景下,可燃冰作为一种全新的,可以替代石油的能源,自然变得如同黄金一般宝贵,推动了技术应用于能源领域的进程。

4、后续与现状

2017年时,我国完成了第一次可燃冰实验性的开采,但是专家仍然表示,目前我国的可燃冰开采仍处于研究调查与技术储备的阶段,我国对可燃冰可持续、安全开采还需要一定时间。

2019年,我国对可燃冰进行了第二轮的试验采集取得成功并超额完成任务,标志着我国的可燃冰由“探索性试采”向“试验性试采”的重大突破,我国的可燃冰第二次试采集项目开始施工。

经过两年多的技术攻关,于2019年10月开始海上作业,2020年2月17日,试采火成功。

本轮试采集仅仅用了一个月时间就开采了86.14万立方米的天然气,成功超越了第一轮可燃冰采集的总量,并且攻克了一系列的技术难关,并自主研发了全新的适合开采可燃冰的关键设备。

取得了阶段性的突破后,我国并没有停止对于可燃冰技术的探索,随后,中海油研究总院又宣布将开展更进一步的海试作业。

此次海试,是为了进一步完善对于可燃冰相关技术的缺陷。

2021年12月,中科院科研团队在第二次试采集中得到灵感,研制出了全球首套可燃冰的试验开采系统。

这意味着我国距离可燃冰的商业化又近了一步,在不久的将来,我们就能真正实现家家户户通上可燃冰产生的天然气,路上小汽车燃烧的动力也都是由可燃冰制作而成。

根据中海油研究总院技术总工程师李清平的介绍:距离可燃冰商业化的应用虽然还存在着很多技术难题,其开发的过程可以分为探索性试采、试验性试采、预生产、先导试验、产业化这几个阶段。

我们目前还处于第二、三阶段之间,根据她的预估,我国可燃冰产业化的时间点大约在2028年-2030年之间,我们未来将建成可燃冰试验区,探索出规模化、商业化的道路。

参考资料:

我国可燃冰开发利用技术现状及前景科学与财富2018年17期

新京报2020年3月26日我国可燃冰开采创造两项新世界纪录

科技日报2021年7月16日南海可燃冰自主钻探完成新一轮海试

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