文档介绍：能源安全与新能源开发利用
主讲:王瑞琪
开发新能源
从资源角度考虑,我均水平的一半。能源供需矛盾突出。
我国能源以石油和煤炭为主,天然气的产量近年来有很大增长,可这些主要能源也造成了环境污染,而且不可再生。
寻找新能源迫在眉睫
新能源:可燃冰
新能源:可燃冰
可燃冰的学名是天然气水合物(Gas Hydrates ),这是天然气和水在特定的条件下所形成的一种透明的冰状结晶体,又称“气冰”、“固体瓦斯”。是一种清洁高效、使用方便的新能源。
越来越多的科学家相信未来洁净能源的最大一部分也许就藏在海底或高纬度永冻区
可燃冰的构成
天然气水合物与天然气成分相似,且更为纯净,简单地说,它是天然气被包进水分子中,在海底低温和很高压力下形成的一种冰状的固态晶体。
其结构是若干个水分子通过氢键构成多面体笼子,笼子中包含有客体的天然气分子,还可以是CO2、N2、H2S等小分子气体,它们被统称为气水化合物。其化学成分不稳定,可用M·nH2O表示
从化学结构来看,天然气水合物是这样构成的:由水分子搭成像笼子一样的多面体格架,以甲烷为主的气体分子被包含在笼子格架中。不同的温压条件,具有不同的多面体格架。
可燃冰的性能
能量密度高,燃烧值高。1m3相当于164m3的天然气。
清洁无污染(几乎不产生任何燃烧废弃物,[SO2]比燃烧油或煤低2个数量级)
使用方便。压力降低就足以使天然气水合物晶体分解并释放出大量甲烷气体。
注意:甲烷的温室效应比CO221倍,是一种对环境破坏作用最大的温室气体
危险性高
可燃冰的形成条件
被称为水合甲烷的物质大量沉积
低于20oC的温度
较大的压力
有专家预测,可燃冰至少能为人类提供1000年的能源,它将来有望替代煤、石油和天然气,成为“21世纪的新能源”。
可燃冰的开发利用
1810年,英国,达威在实验室发现“天然冰”.虽然是块香饽饽,但开发利用仍然很困难:
勘探定位技术,开采技术
提制可燃气的技术
运输的问题
低成本开发
其它:
未燃烧的天然气水合物直接排入大气产生的强烈温室效应
未燃烧的天然气水合物对海底已有油气管道造成危险
对鱼的生长的威胁
对航行的威胁
天可燃冰如何保持高压、低温状态等
新能源:氢—理想能源
2000年1月,美国通用汽车推出了使用新能源的汽车——氢能概念车,在悉尼奥运会的马拉松比赛中,通用汽车公司的“氢动1号”作为开道车,出尽了风头。
氢是万物之主,大约100亿年前,大量的氢核遍布太空。
直到现在,太阳总体积80%仍是氢;木星氢占82%;地球上地壳内100个原子中有17个氢原子,其数目仅次于氧而居第二位。