可燃冰引领技术革新-石油枯竭的后天

2024-03-13 理论教育版权反馈

【摘要】：6．可燃冰带来的技术变革从人类的能源利用进程看，可燃冰的利用将具有里程碑式的意义。目前，海水已经成为人类获取淡水的新源泉，用可燃冰分离技术淡化海水或许就是破解危机的有效途径之一。除了上述应用领域，可燃冰在天然气输送方面也将带来新的变革。与可燃冰有关的技术还可应用到生物酶控制、二氧化碳储存、汽车驱动、空调、冰箱的制冷等众多领域，带给人们社会生活方面的巨大变革。

6．可燃冰带来的技术变革

从人类的能源利用进程看，可燃冰的利用将具有里程碑式的意义。不仅如此，可燃冰还衍生出了许多新的科学方法和技术工艺，可应用到气体分离、溶液萃取、海水淡化、甲烷储运等众多将对人类生活带来巨大影响的领域。

可燃冰晶体中水的含量高达80%以上，因而可以通过形成可燃冰这一途径来浓缩水溶液。因为其生成温度一般高于冰点，所以采取这种方法比冷冻浓缩更经济。在特定场合下，通过人为满足可燃冰的生成条件，进而生成可燃冰晶体，便可以依照设定的要求达到分离混合物的目的。其既可以根据性质的差别分离不同种类的气体，如利用不同气体与水形成晶体时在压力上的差别，通过控制压力使易生成水合物晶体的组分发生从气态到固态的相态变化，从而实现气体混合物的分离；也可以分离液态混合物，如为了在保持原有品质的前提下萃取中药汁或果汁中的水分，可以摒弃传统的蒸馏方法，选择通过生成可燃冰来分离混合物的“新工艺”，某种程度上说，这更易于实现特定需要。再比如海水淡化领域，可燃冰分离技术也将大有用武之地。

淡水是当今社会重要的稀缺资源之一，这已成为众所周知的客观事实。“如果不珍惜淡水资源，人类的最后一滴水恐怕就是自己的眼泪”。类似这样的公益广告语足以令人警醒。不过，仅仅珍惜淡水资源是不够的，如果不善加开发，未来淡水资源的短缺将可能会酿成人类社会的重大危机。目前，海水已经成为人类获取淡水的新源泉，用可燃冰分离技术淡化海水或许就是破解危机的有效途径之一。

将天然气通人备用海水中，满足可燃冰生成的特定条件，可燃冰固态晶体生成后便实现了海水中的盐类矿物质与水在形态上的分离。这些分离的可燃冰晶体中就包含着所需的淡水资源。据计算，每生成1立方米体积的可燃冰就可分离出0. 87立方米的淡水，产出量相当可观。而循环往复上述过程相当于完成连续的海水淡化工艺。该项技术具有能耗低、设备简单、紧凑的优点。就目前科技水平而言，尽管该项技术的经济性还有待提高。但在中东一些缺水但经济富足的国家如沙特阿拉伯，该技术已经实现了工业化应用。随着技术工艺水平的提高，可以预料，基于可燃冰分离技术的海水淡化今后将会成为重要的淡水获取渠道和技术分支。(www.chuimin.cn)

除了上述应用领域，可燃冰在天然气输送方面也将带来新的变革。目前，现有的天然气的运输途径主要采用输气管道、液化天然气( LNG)、压缩天然气(CNG)三种方式。而通过可燃冰技术运输天然气将会是第四种方式，其利用的正是可燃冰高密度储存天然气的特性。管道天然气输送主要应用于陆地上远距离的输送场合，其最大的优点是输气量大，但初投资同样也比较大，而且受到地域条件的限制，一般属于国家层面上的应用范围。如俄罗斯向欧洲的天然气输出、中国的西气东输工程均属这种情形,LNG输送方式主要应用于海上远距离的天然气输送，目前已经成为全球海上天然气输送的主要途径。由于将天然气在低温条件下液化成为了密度极高的液体，因此LNG方式的输气量同样不菲，但问题是LNG船的造价巨大，通常单艘轮船的造价1.5～2亿美元以上，加之运输过程中维护费用高企，因此也同样属于资金密集型输送方式；CNG方式通常应用于小范围、低输气量的场合，一般通过可承载200个大气压左右的压力容器储存气体，广泛应用于天然气动力汽车、民用燃气站等领域，由于CNG输送方式的初投资并不大，适合于中小规模的天然气输送领域。。

正如前文所介绍的那样，可燃冰就像高密度储存天然气的容器，通常l立方米体积的可燃冰可储存高达150—180立方米以上的天然气。因此，相比前三种运输方式，可燃冰态天然气运输方式具有高效、安全、灵活的优势。在一定的运输距离区间，更具有成本上的优势，约为传统的输气方式成本的1／2到1／3，未来的市场应用前景十分广阔。更为重要的是，可燃冰高密度、低成本储气的特点使得开发一些中小型天然气田成为可能。这些中小气田在传统的条件下由于开发的经济效益不大，往往处于废弃的境地。新技术的利用可以使这些废弃的气田重焕生机，从能源利用的角度看，这未尝不是一件幸事。

与可燃冰有关的技术还可应用到生物酶控制、二氧化碳储存、汽车驱动、空调、冰箱的制冷等众多领域，带给人们社会生活方面的巨大变革。

可燃冰引领技术革新-石油枯竭的后天

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