能源對于我們的生活,可太重要了!想想看,汽車要行駛、工廠要運(yùn)轉(zhuǎn)、家里的電燈要亮,哪樣都離不開能源。長期以來,全球社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依賴煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源,但它們不僅會造成環(huán)境污染,儲量也在日益越少。所以,開發(fā)新能源成了全球共同努力的方向。我們中國憑借不懈的科研攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新,在可燃冰開采領(lǐng)域披荊斬棘,闖出了一條屬于自己的路。
[新能源的曙光:可燃冰的潛力與挑戰(zhàn)]
可燃冰,聽起來很神秘,其學(xué)名叫“天然氣水合物”,簡單說,就是天然氣和水在高壓低溫的環(huán)境下,結(jié)合形成的像冰一樣的物質(zhì)。它的模樣像冰塊,白白凈凈的,但神奇的是它能夠燃燒,這也是“可燃冰”名稱的由來。從微觀角度看,一個個水分子搭成“籠子”,把甲烷分子鎖在里面,無數(shù)這樣的小籠子組合在一起,就構(gòu)成了可燃冰。
可燃冰蘊(yùn)含的能量極大。1立方米的可燃冰能分解出大約164立方米的天然氣。這是什么概念呢?舉個例子,同樣大的箱子,裝滿可燃冰釋放的能量,是裝滿煤炭能量的10倍,是石油的2倍。要是把能源想象成食物,可燃冰就是超級高能量的壓縮餅干,小小一塊就能提供超多的能量。
更棒的是,可燃冰燃燒起來特別“干凈”。我們都知道,煤炭燃燒會產(chǎn)生大量污染物,如二氧化硫、氮氧化物等,這些東西會導(dǎo)致酸雨、霧霾,對環(huán)境破壞很大。石油燃燒也會產(chǎn)生各種有害氣體。但可燃冰在充分燃燒后,主要生成二氧化碳和水,對環(huán)境的污染程度要小得多。
再說說儲量,可燃冰在地球上的儲量相當(dāng)驚人。科學(xué)家估計,全球可燃冰的有機(jī)碳含量,比人類已知的煤炭、石油和天然氣的總量之和還要多兩倍。在中國,南海海域蘊(yùn)藏著大量的可燃冰,它就像一座巨大的能源庫,讓我們對未來能源供應(yīng)充滿信心。
不過,要把可燃冰從海底或者凍土里面開采出來,可沒那么容易,簡直就像一場艱難的冒險。先說開采環(huán)境。很多可燃冰都貯藏在深海海底,那里的壓力大得嚇人,相當(dāng)于幾百個大氣壓的水壓,就好像有幾百頭大象壓在你身上。在這種壓力下,普通的設(shè)備一下子就會被壓扁。而且深海里特別冷,一般的金屬在低溫下會變得很脆,容易損壞。所以可燃冰開采設(shè)備必須采用特殊材料制造,既能抗壓又能抗低溫。
從技術(shù)層面講,開采可燃冰也面臨大挑戰(zhàn)。一方面,可燃冰里的甲烷是一種溫室氣體,而且它讓地球變暖的能力比二氧化碳強(qiáng)多了,要是開采的時候不小心,導(dǎo)致可燃冰分解失控,大量甲烷跑到大氣中,那么全球氣候?qū)⒚媾R嚴(yán)重威脅。另一方面,現(xiàn)在開采可燃冰的成本很高,開采效率較低。要想讓可燃冰真正走進(jìn)我們的生活,就得把成本降下來,把效率提上去,否則它很難與傳統(tǒng)能源競爭。
[藍(lán)鯨一號:可燃冰開采的得力助手]
為了從海底成功采得這種珍貴資源,我國的工程師們克服無數(shù)難題與障礙,自主研發(fā)了一個全球最大、鉆井最深的平臺——“藍(lán)鯨一號”,實現(xiàn)了我國在可燃冰開采領(lǐng)域“零”的突破。
“藍(lán)鯨一號”的個頭很大,豎起來有37層樓高,它的甲板面積差不多有一個標(biāo)準(zhǔn)足球場那么大。這么一個龐大的家伙,穩(wěn)穩(wěn)地立在波濤洶涌的大海上,就像一個鋼鐵巨人。別以為它只是塊頭大,它的本事更大呢,尤其是在開采可燃冰方面。它配備了一系列先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,其鉆井系統(tǒng)就像一只長長的手臂,能夠精準(zhǔn)地伸向海底深處,將深埋于高壓低溫環(huán)境下的可燃冰開采出來。
2017年,“藍(lán)鯨一號”在開采可燃冰方面取得了了不起的成果。它在南海海域成功進(jìn)行了可燃冰試采,持續(xù)產(chǎn)氣超過60天,累計產(chǎn)氣超過30萬立方米。這是一項重大的突破!
為使我國成為全球首個在海域可燃冰試開采中實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國家,科研人員想了好多辦法。比如發(fā)明了“降壓法開采技術(shù)”,這一技術(shù)如同給可燃冰“松綁”,通過降低它周圍的壓力,讓它分解成天然氣和水,然后把天然氣收集起來。同時,還研發(fā)了“防砂技術(shù)”,用以防止開采過程中海沙搗亂,影響開采作業(yè)。在氣體采集和處理方面,也建立了一套完整系統(tǒng),確保收集到的天然氣能夠得到妥善處理和儲存。
“藍(lán)鯨一號”的成功使我國在可燃冰開采領(lǐng)域走在了世界前列。它的出現(xiàn)標(biāo)志著我國掌握了可燃冰開采的核心技術(shù),從此不再依賴他人。當(dāng)然,雖然我們在可燃冰開發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,但面臨的挑戰(zhàn)同樣嚴(yán)峻,復(fù)雜的開采環(huán)境、高難度的開采技術(shù)以及苛刻的可燃冰保存條件等,許多問題亟待解決。盡管道路艱辛,但中國人在可燃冰開發(fā)領(lǐng)域的努力從未停止。