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“人工降雨”与“可燃冰开采”

2018-11-26 11:21:58      点击:

“人工降雨”与“可燃冰开采”

可燃冰因其能量密度高、保有量大且相对清洁而备受关注。2017年,我国首次在南海试采可燃冰取得圆满成功,实现了我国可燃冰开采的历史性突破。事实上,可燃冰开采的基本原理并不复杂,可以从“人工降雨”讲起。

  “云”是水汽在高空低温环境下凝结成的小“冰粒”。只要有足量的水汽进入特定的高空低温环境就会形成云。“人工降雨”的原理是将冷却剂撒播到云中,使云内温度下降,水蒸气遇冷液化成许多小滴和小冰晶,这些细小的水滴和冰晶迅速增多加大,迫使它下降形成降水。

  可燃冰是由甲烷为主的烃类气体与水在高压、低温条件下形成的似冰状固态结晶物质。可燃冰在自然界中广泛分布于陆架陆坡到高原和高纬度的冻土带。科学家将适合可燃冰生成的温度压力环境称为“稳定带”。只要有足量的甲烷进入稳定带,就能够形成可燃冰。

  开采可燃冰的方法与“人工降雨”正好相反,开采时需要诱导可燃冰汽化,然后通过集气装置采集甲烷气体。加热和降压是“融化”可燃冰最直接的方法。

  根据美国加利福尼亚大学劳伦斯伯克利国家实验室莫雷迪斯和美国地质调查局蒂姆·科利特的观点,可燃冰有稳定态和临界态两种不同的赋存状态,不同状态的可燃冰开采成本不同。临界态与冰水混合物相似,只需少量加热或减压即可分解为气体,开采成本低。稳定态为固结冰,需要大幅增温或降压才能实现汽化并采集,开采成本高。因此,就目前的技术而言,临界态可燃冰比稳定态可燃冰更具有商业开采价值。