當(dāng)今世界,能源問題已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。能源是社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)繁榮的基石,而且與環(huán)境可持續(xù)性密切相關(guān)。隨著人口的增長、城市化的加速以及工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),對能源的需求不斷增加,而傳統(tǒng)能源資源逐漸枯竭,環(huán)境污染和氣候變化等問題也日益突出。在這個背景下,全球各國紛紛轉(zhuǎn)向可再生能源和清潔能源的開發(fā)和利用,以實現(xiàn)能源的可持續(xù)供應(yīng)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
我國很早就開始尋找各種可再生能源和清潔能源,光伏產(chǎn)業(yè)、風(fēng)能利用、三峽大壩等都涉及到清潔能源的利用。
比如我國南海也在研究新能源,南海可燃冰自主鉆探完成海試。這意味著我們將很快能將南?扇急闷饋怼D敲纯扇急鞘裁矗课覀兌嗑每梢杂蒙峡扇急
什么是可燃冰?
可燃冰,也稱為天然氣水合物,是一種在極低溫和高壓條件下形成的天然氣和水形成的冰狀物質(zhì)。它的結(jié)構(gòu)是天然氣分子被水分子包裹形成的晶體結(jié)構(gòu)?扇急饕杉淄椋ㄌ烊粴獾闹饕煞郑┙M成,因此被認(rèn)為是一種清潔能源資源。
可燃冰具有多個優(yōu)勢,它是一種巨大的天然氣資源,全球儲量巨大。據(jù)估計,全球可燃冰儲量可能達(dá)到數(shù)萬億立方米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)天然氣儲量。它主要分布在海洋的大陸架和深海沉積物中,覆蓋范圍廣泛,存在于世界各大洋和許多國家的領(lǐng)海和專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)。
可燃冰燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳排放相對較低,與傳統(tǒng)化石燃料相比具有較低的碳排放,有助于減少溫室氣體排放和氣候變化。
除了作為能源資源,可燃冰還具有其他應(yīng)用領(lǐng)域。例如,可燃冰可以用作高效的儲氣體,用于調(diào)節(jié)能源供應(yīng)和需求之間的平衡。此外,可燃冰中的水分子也可以用于淡化海水,解決淡水資源短缺問題。
南海有多少可燃冰?
根據(jù)相關(guān)專家的評估,我國的可燃冰資源主要集中在南海,其資源總量相當(dāng)于650億噸石油,可供我國使用130年,可以有效替代化石能源。南海的可燃冰資源主要集中在東沙、西沙和神狐等海域,但開采起來也還有難度。
可燃冰主要存在于深海和高海拔地區(qū),開采環(huán)境極為惡劣。海底水深、壓力高、溫度低,加之海冰、海浪等自然條件的影響,增加了開采的復(fù)雜性。而且可燃冰是一種水合物,由水分子和天然氣分子結(jié)合而成。在開采過程中,破壞水合物結(jié)構(gòu)就會導(dǎo)致氣體釋放和水合物崩解,這會引發(fā)滲透和壓力增加等問題。而且可燃冰開采可能對海洋生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境造成一定的影響,如底部沉積物的擾動、潛在的溫室氣體釋放等。
目前,可燃冰的開采技術(shù)還相對不成熟。開采可燃冰需要采用先進(jìn)的鉆探、開采、提取和輸送設(shè)備,才能有效地從海底或冰層中提取和分離出天然氣。而我國目前正將開采設(shè)備更換為自己研發(fā)的設(shè)備,這無疑更加大了難度。
我國南海地區(qū)的可燃冰主要賦存于水深300米以下的海底,而進(jìn)行海底開采需要克服海洋水壓、黑暗視覺等特殊環(huán)境條件。在深海環(huán)境下,海洋水壓隨著水深的增加而增大,對開采設(shè)備和管道系統(tǒng)的耐壓性提出了更高的要求。此外,深海環(huán)境下的光線非常有限,對機(jī)器設(shè)備操作和視覺觀察都帶來了困難。
簡而言之,我國南海的可燃冰資源雖然豐富,但短時間來看開采還面臨著種種困難。
多久可以用?
目前,可燃冰開采技術(shù)仍處于探索和試驗階段。雖然一些國家已經(jīng)進(jìn)行了試采和實驗性開采,但在實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化開采之前,還需要解決一系列技術(shù)和工程挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域包括提取和分離可燃冰中的天然氣、水合物穩(wěn)定性控制、深海設(shè)備的設(shè)計與制造、遠(yuǎn)程操控和自主導(dǎo)航等。同時,還需要制定完善的環(huán)境保護(hù)和監(jiān)管政策,確保開采活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的影響最小化。另外,經(jīng)濟(jì)可行性和市場需求也是決定大規(guī)模開采的重要因素。可燃冰的開采成本相對較高,需要進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)評估,確保開采活動具有可持續(xù)性和盈利性。市場對可燃冰的需求和價格也會對其開采的發(fā)展產(chǎn)生影響。
綜合考慮,中海油研究院給出了一個循序漸進(jìn)的時間表。預(yù)計將在2028年到2030年間建成試驗區(qū),初步形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。從這一點(diǎn)來看,我們至少可以在2030年實現(xiàn)小規(guī)模的開采和使用。至于后續(xù)的開發(fā),則需要看市場表現(xiàn)再做決定。
其他可持續(xù)能源
我國是全球最大的太陽能市場之一,并且已經(jīng)在太陽能利用上取得了重大突破。光伏技術(shù)的研發(fā)和制造方面已經(jīng)完全形成產(chǎn)業(yè),我國目前已經(jīng)成為全球光伏組件和光伏發(fā)電的主要生產(chǎn)和使用國家。同時,我國還在推動建設(shè)大規(guī)模太陽能發(fā)電站和利用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),未來,光伏產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)“發(fā)光發(fā)熱”,為全世界提供清潔的可持續(xù)能源。
同時我國也在推動核能的應(yīng)用。我國已經(jīng)建設(shè)了一批大型核電站,并在研發(fā)第四代核能技術(shù),包括高溫氣冷堆、鈉冷堆和固態(tài)廢物處理等技術(shù)。在核能利用方面,最關(guān)鍵的當(dāng)屬“人造太陽”,也就是可控核聚變的研究。
核聚變能源的燃料是氫,而氫是地球上最豐富的元素之一。核聚變反應(yīng)釋放的能量巨大,遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)能源形式,如化石燃料和核裂變能。一個小小的核聚變反應(yīng)堆就能夠提供巨大的能源輸出,滿足日益增長的能源需求,同時減少對有限資源的依賴。與核裂變不同,核聚變反應(yīng)不會產(chǎn)生大量的放射性廢物,也不會導(dǎo)致核輻射泄漏的風(fēng)險。核聚變反應(yīng)的燃料是氫,反應(yīng)產(chǎn)物是氦,沒有產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體和污染物。換言之,若是掌握了核聚變能,類似切爾諾貝利和福島核電站這樣的事故將不會再發(fā)生。
我國在上世紀(jì)60年代就開始了核聚變能研究。2006年,由我國自主研發(fā)建造的世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克EAST核聚變裝置進(jìn)行調(diào)試,并在此年3月成功通過國家驗收。到今年,我國的科研團(tuán)隊已經(jīng)實現(xiàn)了403秒高約束模等離子體運(yùn)行,創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模式運(yùn)行新的世界紀(jì)錄,在可控核聚變技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)站在了世界頂尖位置。一旦這種技術(shù)未來實現(xiàn)真正突破,人類可能將再也不必為能源而煩惱。
結(jié)語
南?扇急男潞T嚦晒(biāo)志著中國可燃冰開采技術(shù)邁出了重要的一步,這為中國乃至全球能源領(lǐng)域帶來了巨大的潛力和前景。盡管仍面臨諸多挑戰(zhàn)和不確定性,但這項突破性的成就為我們展示了可燃冰作為一種可持續(xù)能源的巨大潛力。除了可燃冰外,我們也在太陽能、核能等方面取得了突破,相信隨著這些新能源的普及,我們能夠逐漸擺脫對化石能源的依賴,早日達(dá)成碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)。
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