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新型绿色能源

2020-09-10王进军

初中生学习指导·中考版 2020年8期
关键词:水合物温室效应可燃冰

王进军

随着社会的发展和人民生活水平的不断提高,人类对能源的需求量也越来越大。为了缓解能源危机,必须寻找新能源满足人們的需求,而可燃冰便是这种新型清洁能源之一。

“可燃冰”因其外观像冰且遇火即可燃烧而得名,主要含有甲烷水合物(由甲烷分子和水分子组成,其化学式为CH4·nH2O)和少量二氧化碳等气体,密度0.9 g/cm3。它是由足量的天然气与水在低温(0 ℃)高压(30个大气压)条件下形成的类冰块状结晶物质。已发现的“可燃冰”主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。

☆ 主要特性

1. 能效高

“可燃冰”中甲烷占80%~99.9%,可直接点燃。在同等条件下,“可燃冰”燃烧产生的能量比煤、石油要多出数十倍,1立方米“可燃冰”可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水,其甲烷能效是常规天然气的2~5倍。

2. 储量大

“可燃冰”储量巨大,所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍。据科学家估计,全世界的煤、石油和天然气将在40年至50年后逐渐枯竭,而“可燃冰”的储量够人类使用1000年。

3. 污染小

“可燃冰”可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。

☆ 开采风险

虽然“可燃冰”有以上诸多优点,但它的开采成本高,在开采过程中可能会导致以下危害:

1. 甲烷泄露,加剧温室效应

可燃冰存在于低温高压的环境下,开采过程中,如果没有做好防护措施,海底大量甲烷将泄露,其温室效应为二氧化碳的20倍,温室效应造成的异常气候和海面上升会威胁人类的生存。

2. 破坏设施,引起自然灾害

可燃冰在开采过程中,温度会不断升高,大量固态的可燃冰将会以天然气和水的状态存在,其体积将会变大,水下压力也会变大,可能会引起一系列的自然灾害,比如:海啸、海底滑坡、海水毒化等。另外,一旦条件变化使甲烷气从固结在海底沉积物中的水合物中释出,还会改变沉积物的物理性质,极大地降低海底沉积物的工程力学特性,使海底软化,造成大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施,如海底输电或通信电缆和海洋石油钻井平台等。

综上所述,与石油、天然气相比,“可燃冰”优点虽多,但不易开采和运输。

(作者单位:甘肃省定西市陇西县柯寨初级中学)

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