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      一、公共生物工程學的概念與特征

        “可燃冰”及其基本特征

       “可燃冰”及其基本特征 所謂“可燃冰”,實際上是一種天然氣水合物的新型礦物,它是在低溫、高壓條件下,由碳氫化合物氣體與水分子組成的一種類冰結晶化合物的固體物質。透明無色的“可燃冰”外形似冰,能夠燃燒。其分子結構就像一個一個的“籠子”,由若干水分子組成的每個“籠子”里面“關”著一個天然氣分子(主要成分為甲烷)。關進“籠子”的分子除了甲烷外,還可以是二氧化碳、氮氣、硫化氫等小分子的氣體,它們被統稱為氣水化合物。

        據估計,20.7%的陸地和大洋底90%的地區,具有形成天然氣水合物的有利條件。絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里,其資源量是陸地上的100倍以上。天然氣水合物中的甲烷大多數是由當地生物活動產生的。海底的有機物沉淀都有幾千、幾萬年甚至更久遠的歷史,死的魚蝦、藻類體內都含有碳,經過生物轉化,可形成充足的甲烷氣源。另外,海底的地層是多孔介質,在溫度、壓力和氣源三項條件都具備的情況下,便會在介質的空隙中生成甲烷水合物的晶體。

        作為一種新型的能源礦產,“可燃冰”具有如下的特征:

        1.“可燃冰”能量密度高。每立方米的固體水合物,可釋放164立方米的甲烷氣體,其能量密度是普通天然氣的2-5倍。

        2.“可燃冰”雜質少,無污染。燃燒后幾乎不會產生有害污染物質,尤其是生成的致癌物質二氧化硫要比燃燒原油或煤低兩個數量級,是一種新型的清潔能源。

        3.“可燃冰”形成條件復雜。需要低于10℃的溫度和大于100個大氣壓的壓力等環境條件。能夠滿足上述條件的區域只有兩種情況:一是陸地上的高緯度永凍區,目前,世界上的幾個永凍區已經發現了大量的“可燃冰”,包括西西伯利亞、加拿大馬更些三角地區以及阿拉斯加北斯洛普地區;另一種是水深大于300-500米的海洋中在海底之下0-1500米之間的孔隙地層。另外,一些天文學家指出,在巨大的地外天體及其衛星中,“可燃冰”也是重要的化合物。

        4.“可燃冰”分布廣、資源豐富?茖W家的評價結果表明,“可燃冰”在世界各大洋中均有分布,僅海底區域分布面積就達4000萬平方公里,占海洋總面積的1/4,是迄今為止海底最具價值的礦產資源?茖W家推測,全球海底天然氣水合物的甲烷資源量是迄今地球上所有已知的煤、石油及天然氣礦床的甲烷當量的兩倍。雖然一些學者發表的天然氣水合物資源量數據不盡相同,但是所有的數據都表明,天然氣水合物的資源、潛力極大,遠遠超過傳統的石油、天然氣、煤和油頁巖等能源儲量的總和。這意味著天然氣水合物有著巨大的資源潛力和商業價值。

        5.“可燃冰”礦層厚、規模大。目前,世界上已發現的“可燃冰”分布區多達60處,礦層最厚可達數百米。單個礦田面積可達數千至數萬平方公里,儲量可達數萬億至數百萬億立方米。其礦層之厚,規模之大,是常規天然氣田無法比擬的。

        科學家指出,凡是以往用天然氣生產的化肥、化纖等物品,都完全可以使用“可燃冰”制造。由此可見,在石油之后,“可燃冰”有望成為人類的又一支柱能源。

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