可燃冰燃起能源新希望

煤、石油、天然气是当今世界各国的主要矿物能源。然而,据专家估计,再有40余年,人类就要面临这些矿物能源枯竭的局面。于是,一种储量丰富被称为"可燃冰"的绿色能源--天然气水合物的开发和利用开始纳入多国科学家的视线。专家们认为,在地球上矿物能源日益短缺的今天,可燃冰将成为人类实现可持续发展的新型绿色替代能源。     

超级能源可燃冰

说起煤、石油、天然气这些常规能源,我们经常听,生活中也经常用。可你知道吗,自打它们被人类发现以后,就一直尽心尽力地为我们的生产生活提供支持。可是,随着时间流逝,它们最近却变得忧心忡忡起来,为啥？     

浅析可燃冰的研究现状与发展前景

可燃冰是近些年来世界各国相继发现的一大新型能源。因其优越的燃烧性能和清洁燃烧产物。所以被称作“属于未来的能源”。本文首先阐述了可燃冰形成和发现过程,并分析总结目前国内外对可燃冰的研究现状,在此基础上分析了可燃冰的应用对环境产生的利与弊,说明对可燃冰的研究开发对未来能源储备具有重要意义。     

“可燃冰”：未来的新能源

目前，地球上蕴藏的煤炭和石油等资源只能维持人类不足百年的生存之需。那么，百年之后呢？我们能为子后代寻找到什么样的新型能源？这是令世界各国都为之苦苦累索的问题。     

一种新型能源--可燃冰

可燃冰作为一种新型能源，已引起了各国能源专家和政府的广泛注意。两年前，我国有关部门在南海北部地层中也发现了可燃冰，其蕴藏的能量相当于我国油气资源量的一半。     

冰中之火:可燃冰

6月6日，我国海域天然气水合物资源调查获得重大突破，中国地质调查局在我国南海北部神狐海域成功钻取获得了高纯度可燃冰实物样品，中国成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。     

可燃冰的双刃剑

永久冻土带变暖速度加快,意外地为人类开采储量丰富的“可燃冰”创造了条件。但是,时间紧迫,如果我们无法顺利开采这种化石能源,它们很可能加剧致命温室气体甲烷的释放。     

可燃冰将解千年能源忧?

日前，媒体竞相报道了“我国在南海北部成功钻获天然气水合物样品”的消息，在能源问题日益紧张的今天，俗称天然气水合物的可燃冰何时能成为现有能源的替代品，自然成为大家关心的话题。     

浅谈“未来能源”可燃冰开采研究现状

可燃冰作为一种新型的清洁替代能源,同等单位下所蕴含的能量远高于煤炭石油等能源,并且燃烧时对环境的污染极小,所以开发应用的潜力巨大。论文对可燃冰的概况、世界及我国的储量及分布、可燃冰的开发现状及开采方法等方面作了分析,并提出了可燃冰开采面临的现实问题,说明了未来的重点研究方向。随着开采技术的不断发展进步以及对开采环境修复问题的不断改善,将促使可燃冰的商业化大规模开采成为现实。     

中德"可燃冰"合作研究将进入实验室阶段

石河子热电厂装机容量51MW，是石河子主力电厂，由于电网峰谷等过大，造成机组负荷率低。每天早高峰启动，晚低谷时停运，耗用大量油。稳燃及热态点火每年耗油50吨，造成发电成本大幅度上升。根据锅炉运行情况，确定在3#炉上安装，可节约大量调峰用油和稳燃用油。     

似可燃冰土样三轴试验数学模型研究

提出了似可燃冰的概念,并利用常规材料模拟出可燃冰的结构形态,探索了一条新的制样方法,同时,通过三轴试验对似可燃冰的力学性能进行了研究,建立了似可燃冰抗压峰值强度的半经验计算公式.     

可燃冰在蒸汽动力系统优化中经济性研究

可燃冰是21世纪公认的新型清洁能源．由于可燃冰开采成本较高,其在各行业的购买单价可能会较高．所以,可燃冰的经济性研究是有必要的．针对某炼油厂工程项目,分别以煤、燃料油、天然气和可燃冰为燃料,以全周期总花费最少为目标,研究了蒸汽动力系统的多周期最优化调度问题．运用改进差分进化算法对其进行优化求解,数值结果表明：如果可燃冰的单价处于(0,3 900］$/t,可用可燃冰代替煤、燃料油和天然气作为燃料;如果可燃冰的单价处于(3 900,4 550］ $/t,可用可燃冰代替煤、燃料油作为燃料;如果可燃冰的单价处于(4 550,5 400］$/t,可用可燃冰代替燃料油作为燃料;如果可燃冰的单价高于5 400 $/t,用其作为燃料不符合经济性原则,不能代替传统能源作为燃料．     

基于SONIC软件的鄂霍次克海浅表陆坡可燃冰勘探研究

运用自主研发设计的SONIC软件,控制深海勘探设备Echo水声探测系统,对位于西北太平洋边缘的鄂霍次克海海底可燃冰甲烷释放情况进行勘探研究。重点对萨哈林岛东面浅表陆坡进行了大规模的水声测扫,通过采集回声信号,应用SONIC软件处理和成像后,实现了海底甲烷气体渗漏点（GF）、冷泉和海床的可视化。在发现甲烷气体渗漏点后,运用SONIC的成像功能,分析冷泉中甲烷气体浓度及形态的变化,运用GPS系统进行实时跟踪与定位,利用重力取样器等采样工具,在多个海域成功采集到了可燃冰岩心样本,并及时进行了分析,得到了该地区可燃冰中的甲烷排放速率和甲烷排放量等数据。另外,通过梳理本次考察的经验,对规范我国可燃冰资源调查方法也会产生积极影响。     

南海可燃冰开采环境安全评价与数据采集监测方案

为建立南海某海域可燃冰开采阶段环境风险因素安全评价体系以及数据采集监测方案,通过借鉴传统石油天然气钻采环境风险因素辨识管控体系架构,结合南海某海域可燃冰试采特点,运用FMECA风险分析方法,研究了可燃冰开采阶段的环境风险安全评估体系框架,同时设计并建立了数据采集监测方案。结果表明,安全评价体系与数据采集监测方案具有科学性、合理性,对可燃冰未来商业化安全钻采具有工程借鉴和实用价值。     

热话题可燃冰之冷思考

正近日,日本经济产业省宣布,已成功从日本近海地层蕴藏的天然气水合物(俗称可燃冰)中分离出甲烷气体,这是全球首次在海底分解可燃冰取得天然气,标志日本在可燃冰开采的商业化进程中迈出关键一步。在世界各国无不努力寻找新能源的今天,这种点火就能燃烧的冰块,能否复制美国页岩气革命神话?从实验成功到大规模商业开采需要多少时间?我国可燃冰研究利用与国际水平相比如何?笔者将一一解答这些问题。     

人类未来能源--可燃冰

可燃冰又称“固体瓦斯”、“固体天然气”，学名叫“天然气水合物”，是在低温、高压环境下，天然气(主要成分为甲烷)充填在水的晶体笼架中形成的冰状固体物。在常温、常压下它会分解成水与低碳烃。“可燃冰”里甲烷占80％～99．9％，可直接点燃，完全燃烧后几乎不产生任何残渣和有害气体，污染比煤、石油、天然气都要小得多，是近二十年来在地球海洋和冻土带发现的一种非常规新型洁净能源。     

可燃冰:人类的福音还是禁果?

<正>随着全球气候变暖以及常规的化石能源日益走向枯竭,人类开始积极寻求后石油时代的能源替代物。从目前看,新能源主要有两个方向,一是以风能、太阳能、潮汐能、生物质能为代表的可再生能源,另外一个就是作为低碳能源的可燃冰。     

甲烷水合物(可燃冰)结构-I的分子间势能的量子化学研究

采用H artree-Fork,4种DFT(BLYP,B3LYP,M PW 1PW 91,SVWN 5)和M P2方法研究了甲烷水合物结构-I的氢键和范德华能.甲烷分子取HF/6-31G(d,p)优化构型,水分子选用ST 2模型.水分子间的氢键能Ehb(l)和甲烷-水分子间的范德华能EvdW(l)作为正十二面体边长l的函数,用HF/6-31G(d,p)和4种DFT方法做计算,保持水分子和甲烷分子的构型不变,在几个关键点上选用M P2方法做了计算.计算中选用6-31G(d,p)基组,分别用完全平衡校正和不完全校正法进行校正,这两种方法给出了基组重叠误差(BSSE)的上限和下限.DFT/B3LYP方法计算的氧-氧距离RO-O=0.280 nm和碳-氧距离RC-O=0.392 nm最接近于实验值0.282 nm和0.395 nm.所有计算方法(HF,DFT,M P2)都表明,甲烷水合物结构-I是一个由超强氢键(30~36 kJ/m o l)组成的稳定结构,其氢键能远大于水分子二聚体和冰I4晶格中的氢键能((-22.6±2.9)kJ/m o l和(-21.7±0.5)kJ/m o l).这些数据为气体水合物的Lennand-Jones和K ihara势能函数提供了基本参数,可用于气体水合物的分子动力学模拟.     

考虑气水两相流固耦合下可燃冰降压分解对井壁稳定性影响

海域可燃冰常赋存于低温高压深水浅层松散沉积物中,起胶结和骨架支撑作用;可燃冰分解相变,引起储层渗透率改变,直接影响气水两相流体的渗流特征与热质传递,制约可燃冰的持续分解;同时可燃冰的分解会降低含可燃冰沉积物储层的抗剪强度和承载力,降低井壁稳定性。考虑可燃冰分解相变、传热传质和气水两相渗流过程,基于流固耦合渗流理论,建立描述含相态变化的可燃冰降压开采热-流-固(T-H-M)耦合模型,对可燃冰储层降压开采气水两相流动规律、孔隙度和渗透率等物性参数演化规律进行描述,并对井壁稳定性进行研究。结果表明：随着可燃冰的分解,甲烷气体饱和度较水饱和度明显增大,井周气体饱和度明显高于水饱和度;储层发生塑性屈服后,塑性区内渗透率和有效孔隙度显著增大,而弹性模量和黏聚力大幅度减小;开采时间越长,生产压差越大,储层塑性屈服区域越大,井壁稳定性越差。