2011年8月9日 星期二

可燃冰

       可燃冰------->天然氣水合物是一種什麼東西呢?
天然氣水合物的外觀與性質類似冰塊,但具有巨大的儲氣能力,也稱氣體水合物(gas hydrate),是由天然氣與水分子在高壓(>100大氣壓或> 10M Pa)和低溫(010)下合成的一種固態結晶物質。因為天然氣中有百分之8090的成分是甲烷,所以也有人叫天然氣水合物為甲烷水合物(methane hydratemethane gas hydrate)。


       以目前的資料來看,一個單位體積的天然氣水合物,常溫常壓下,可以釋
放出150-170單位體積的甲烷氣。一旦有火源將它點燃,就可以自己持續燃
燒到完,形成冰火或水冰火共存的特異現象,故也俗稱天然氣水合物為「
可燃冰」或「甲烷冰」。


 

       天然氣水合物主要存在於極區的永凍層以及陸緣深水海域地層中。由國外的
調查報告顯示,全球天然氣水合物所含的甲烷氣資源量,在標準溫壓環境下,
保守估計至少有兩萬兆立方公尺,其中所含的有機碳總量達到10兆公噸,也就是
大約為目前已知全球石化燃料等能源資源中,有機碳總儲量的兩倍!

開採技術還在研發中
     這種以水合物方式存在的天然氣和傳統的天然氣田是不一樣的,而且它存在的
   水深都在500公尺以上,不能以傳統天然氣開採的方式來開發它。

    目前日本、美國、加拿大、印度及歐盟等國家,甚至韓國和中國大陸,都已經分期分年投入巨大資金與人力,大規模進行天然氣水合物的調查研究及開發與應用技術的研發,據估計在2015年左右就可以進行商業開發。

台灣對天然氣水合物的研發其實起步很晚,落後美日等先進國家有10年以上。不過國內相關單位已經開始累積研發能量,希望能在國際上天然氣水合物的開發利用技術臻於成熟時,立即與國際接軌,同步進行台灣海域天然氣水合物的商業開發利用。

對氣候及環境的影響
開發天然氣水合物並不困難,以在西伯利亞氣田中開採甲烷的經驗看來,目前的開發技術是可行的,但是從天然氣水合物中開發大量的甲烷將對環境帶來什麼樣的影響,已引起很多國家的政府和科學家的關注,關注的焦點集中在地質災害和對氣候的影響。

天然氣水合物層決定了海底沉積物的物理特性,直接影響著海底的穩定性。它在一定的壓力和低溫條件下是穩定的,一旦破壞了這樣的條件,就會造成天然氣水合物的離解,同時可能造成地質災害。而目前海上油氣生產引起的少許的壓力或溫度的變化(增高)也可能引起天然氣水合物層的斷裂,造成井噴、海底塌陷和沿岸滑坡。

      目前已知甲烷的溫室效應比二氧化碳要大得多,開採天然氣水合物將有大量的甲烷氣體釋放出來,進而對氣候產生極大的影響。儘管如此,開發天然氣水合物作為新的清潔能源已經在國際間成為勢不可擋的工作了,各國只能一面大力進行天然氣水合物的勘探和開採活動,一方面加緊研究這種活動可能對環境造成的影響。

日本朝日新聞報導
       經濟產業省計畫在今年底試挖海底俗稱「可燃冰」的甲烷水合物,如果試挖成功將成為世界創舉,順利的話可望在二○一八年度起商業開採。據了解,日本近海海底可燃冰的蘊藏總量,足夠提供日本一百年份天然瓦斯用量。
        可燃冰就是瓦斯主要成分甲烷與水的結晶化冰狀物質,蘊藏在寒冷地帶的永凍區或深海海底,在常溫常壓下,可燃冰可分解為甲烷和水。可燃冰中的甲烷含量相當高,可充當燃料,雖然甲烷是一種溫室氣體,比二氧化碳所產生的溫室效應要大上十至二十倍,但當做燃料在燃燒後所產生的二氧化碳,要比石油與煤炭少很多,所以也被視為最具有潛力的新一代能源之一。
       世界各國對於這項新能源早就感到高度興趣,但是可燃冰在低溫高壓下不會自然噴出,涉及的開採技術相較於石油與天然氣更為困難,但若在開採中因溫度與壓力的變化而分解,造成甲烷氣體大量外洩,將致使地球溫室效應加劇,形成環境的大浩劫。目前針對可燃冰的開採進行研究的國家除日本外,還有美國、中國、印度等國。
       日本是在二○○三至○六年間進行的調查發現,於和歌山縣與三重縣附近的東海地區到熊野灘海域,可燃冰的蘊藏量約可提供日本十三年半的天然瓦斯用量,日本已編列八十九億圓(約台幣三十二.四億元),預定在今年底,進行試挖距離東海地區到熊野灘五十到 六十公里 海域、約 一千公尺 深的海底,向下挖掘約數百公尺,日本打算採用減壓技術,讓可燃冰在可控制情況下分解成甲烷氣輸到地面,如果試挖成功,預定在二○一八年度起商業開採。

日海底挖到可燃冰   2013/03/13

日本政府今天宣布,十二日在愛知縣的渥美半島外海約一千公尺深的海底,地層下三百卅公尺處,開採到稱為「可燃冰」的天然氣,這是全世界首度在海底鑽探到可燃冰天然氣。

日本經濟產業省指出,該周邊海域的可燃冰蘊藏量,相當於日本十四年分的天然氣消費量,對自有資源極少的日本而言,可能會成為貴重的國產能源、資源。

日本經濟產業省能源廳表示,日本政府委託的「石油天然氣和金屬礦物資源機構(JOGMEC)」旗下的鑽探船「地球號」,於十二日上午九時卅分在離渥美半島約八十公里,離志摩半島約五十公里的海域,用特殊的鑽探機器成功挖掘到可燃冰天然氣,並於十時左右點燃天然氣,確認了火焰。可燃冰就是甲烷水合物,是天然氣原料甲烷在被水分子包圍狀態下形成的固體結晶,在高壓低溫下產生於永久凍土地帶或大陸邊緣部的海底,點火就可燃燒,因此被稱為可燃冰。

日本的能源有九五%是仰賴海外進口,二○一一年三月發生東日本大震災東京電力公司福島第一核電廠核災之後,日本國內的核電廠幾乎全面停機檢查,現在主要是靠火力發電廠供電,必須從海外進口天然氣燃料,造成能源成本增加許多。因此日本相當期待可以自行開發的能源,經產省希望在二○一八年前確立可燃冰的生產技術,並以早日生產此國產燃料為目標。

日發現稀土 濃度為中國礦10倍
2013/3/22
日本海洋研究開發機構和東京大學的研究小組在日本最東邊的島嶼「南鳥島」外海,約三公尺以下的海底,發現高濃度的稀土泥,其稀土濃度是全球最大稀土產地亦即中國礦床的十倍,預估稀土蘊藏量約是日本全國消費量的二百卅年份,將有助於日本擺脫資源貧乏的困境。

該研究小組廿一日召開記者會表示,今年一月下旬在小笠原諸島的南鳥島外海進行稀土泥的分布調查,從海底回收的堆積物當中,發現含有最高達六千五百ppm(即○.六五%)的高濃度稀土。中國的陸地礦床的稀土濃度約為五百至一千ppm,這次發現的稀土濃度,約是中國的十至廿倍。

海洋機構的深海調查船「海嶺」一月下旬以南鳥島南側的日本專屬經濟海域為主,將管狀機器插進水深五千六百至五千八百公尺海底的七個定點,採集了堆積物。分析的結果發現,有二處的泥含有超過五千ppm濃度的稀土。稀土泥是富含著鏑和鋱等,用在油電混合車、液晶顯示器等的稀少金屬之泥狀堆積物,廣泛分布在太平洋海底。

不過,這次是在超過五千公尺的深海發現稀土,全球至今尚未有在深海開發資源的實績,因此日本經產省將根據目前的情報,進一步研發開採稀土的技術,並研究稀土開發成本是否划算。

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