天然气水合物的作用

Question

如题所述

Answer 1

天然气水合物的发展历史超过200年，但引起科学界和工业界重视的时间仅有60多年。在能源问题日益严重的当今社会，天然气水合物作为下一代的清洁非常规能源，正迅速赢得各个领域的关注。本文以简述的形式，回顾天然气水合物的发展历程，重点关注天然气水合物的现状、未来的发展方向以及各国策略分析。
天然气水合物是由一种或几种小分子气体在一定的温度和压力下与水作用生成的一种非固定化学计量的笼形晶体化合物。它们在自然界中呈现为似冰状的固体，水分子通过氢键构成骨架，气体分子被包含在骨架内部。尽管这样的小分子气体很多，但目前全球的研究主要集中在CO2/H2O和CH4/H2O为主的水合物主客结构。天然气水合物的储量巨大，约占全球有机碳的53.3%，是其他包括煤、石油和天然气三者总量的一倍以上。其中，陆地上的天然气水合物最大地质储量约为5.3×10^11吨，主要分布在高原冻土带和高纬度的常年冻土区；海洋中的最大地质储量约为1.61×10^14吨，主要分布在被动大陆边缘和活动大陆边缘。
天然气水合物的能量密度大，甲烷占气体分子的90%以上。在标准状态下，1标准体积的饱和甲烷气水合物完全释放后，其甲烷体积可达到164倍标准体积，因此单位体积的天然气水合物燃烧所放出的热量远远大于煤、石油和天然气。天然气水合物的赋存条件主要受温度、压力和气源等控制。目前研究表明，天然气水合物是在低温（0～10℃）、高压（＞10 MPa）下形成的，在陆地和海洋中稳定带分布条件并不十分苛刻。
近年来，我国对能源的需求急剧增加，我国能源安全和后续能源供应直接关系到我国社会和经济的可持续发展。因此，开展天然气水合物研究具有重大战略意义。我国已经在南海和东海盆地发现了数量可观的天然气水合物矿带。在青藏高原的羌塘盆地，天然气水合物研究也处于调研阶段，研究项目稳步推进。最近，我国南海东沙海槽提取到了天然气水合物实物，这无疑会大大加速我国天然气水合物的研发力度和规模。