동사지적재산권
가스 하이드레이트는 얼음처럼 보이고 연소력이 강하여 우월한 에너지로 사용할 수 있는 흰색 고체 물질이다. 주로 물 분자와 탄화수소 기체 분자 (주로 메탄) 로 구성되기 때문에 메탄 하이드레이트라고도 불린다. 가스 하이드레이트는 기체나 휘발성 액체와 물이 일정한 조건 (적절한 온도, 압력, 가스 채도, 수광화도, PH 값 등) 에서 상호 작용하여 형성되는 흰색 고체 결정물질입니다. ). 온도가 올라가거나 압력이 떨어지면 메탄가스가 빠져나와 고체수화물이 무너지는 경향이 있다. (1 세제곱미터 가연성 얼음은 상온 상압에서 164 세제곱미터 천연가스와 0.8 세제곱미터 담수를 방출할 수 있기 때문에 고체 가스 수화물은 수심 300 미터 이상의 해저 퇴적물이나 추운 영구 동토에 분포하는 경우가 많다. 해저 가스 하이드레이트는 매우 두꺼운 수층의 압력에 의지하여 고체를 유지하며, 그 분포는 해저에서 해저 1000 미터 범위 내에 있을 수 있으며, 더 깊은 곳에서는 지온의 상승으로 인해 존재하기 어렵다.
물리적 특성상 가스 하이드레이트의 밀도는 얼음에 가깝고 약간 낮으며 전단 계수, 전해 상수 및 열전도도는 얼음보다 낮습니다. 가스 하이드레이트의 음파 전파 속도는 가스 함유 퇴적물과 포화 수 퇴적물보다 현저히 높고 중성자 다공성은 포화 수 퇴적물보다 낮다. 이러한 차이는 지구 물리 탐사가 천연가스 수화물을 식별하는 이론적 기초이다. 또한 가스 하이드레이트의 모세관 공극 압력이 높습니다.
가연성 얼음의 연소 방정식
CH4 8H2O+2 O2 = = CO2+10H2O 가연성 얼음의 형성에는 세 가지 기본 조건, 즉 온도, 압력, 원료가 있다. 우선 가연성 얼음은 0 C 이상에서 생성될 수 있지만 20 C 이상에서는 분해된다. 그러나 해저 온도는 일반적으로 약 2 ~ 4 ℃로 유지됩니다. 둘째, 0 C 에서는 30 개의 대기압만 가연성 얼음을 생성할 수 있고, 바다 깊은 곳에서는 30 개의 대기압이 쉽게 보장되며, 기압이 클수록 수화물이 분해되기 쉽지 않다. 마지막으로 해저의 유기질을 퇴적하는데, 그중에는 풍부한 탄소가 생물변환을 거쳐 충분한 가스원을 생산할 수 있다. 해저 지층은 일종의 다공성 매체이다. 온도, 압력, 가스원의 조건 하에서 매체의 틈에 가연성 얼음 결정체가 생길 수 있다. 가연성 얼음의 자원. 세계 대부분의 가스 하이드레이트는 바다에 분포되어 있다. 해양에서 가스 하이드레이트의 자원량은 육지의 100 배 이상인 것으로 추산된다. 가장 보수적인 통계에 따르면 세계 가스 하이드레이트에 저장된 메탄의 총량은 약 654.38+0 억 8 천만 입방미터 (18000× 10× 02m3) 로 약1이다
가연성 얼음은 서방 학자들이' 2 1 세기 에너지' 또는' 미래의 새로운 에너지' 라고 부른다. 지금까지 전 세계 해상과 육상지층에서 확인된' 가연빙' 매장량은 전 세계 전통 화석에너지 (석탄, 석유, 가스, 오일 셰일 등) 매장량의 두 배 이상이다. ), 그 중 해저 가연성 얼음의 매장량은 인류가 1000 년을 사용하기에 충분하다. 가연성 얼음 가스 하이드레이트의 폐해는 인간에게 새로운 에너지 전망을 가져다주는 동시에 인류의 생존 환경에 심각한 도전을 가져왔다. 가스수화물 중 메탄의 온실효과는 CO2 의 20 배에 달하며 온실효과로 인한 이상 기후와 해수면 상승이 인류의 생존을 위협하고 있다. 전 세계 해저 가스 수화물의 메탄 총량은 지구 대기의 약 3000 배이다. 해저 가스 하이드레이트 중의 메탄이 실수로 대기로 빠져나가면 결과는 상상도 할 수 없다. 그리고 일단 조건이 바뀌면 수화물에서 메탄가스가 방출되고 퇴적물의 물리적 성질도 바뀌어 해저 퇴적물의 공사 역학 성질이 크게 낮아져 해저가 누그러지고 대규모 해저 산사태가 발생하며 해저 공사 시설 (예: 해저 송전 또는 통신 케이블, 해상 석유 시추 플랫폼 등) 이 파괴된다. [편집 본단] 쉽게 오지 않는 가연빙은 천연가스와 물의 결합으로 이루어진 고체화합물로 모양과 얼음이 비슷하다. 메탄과 같은 가연성 가스가 다량 함유되어 있어 연소하기 쉽다. 같은 조건 하에서 가연성 얼음 연소는 석탄, 석유, 천연가스의 수십 배에 달하는 에너지를 생산하며, 연소 후 찌꺼기나 배기가스를 생산하지 않아 가장 골치 아픈 오염 문제를 피한다. 과학자들은 가연성 얼음을' 미래의 에너지' 라고 부른다. 만약 그들이 보물을 얻는다면.
가연성 얼음은 오기가 어려운 보물이며, 그 탄생은 적어도 세 가지 조건을 충족시켜야 한다. 하나는 온도가 너무 높아서는 안 된다는 것이다. 온도가 20 C 를 넘으면' 사라지기' 때문에 해저의 온도는 가연성 얼음의 형성에 가장 적합하다. 두 번째는 스트레스가 충분히 커야 한다는 것이다. 해저가 깊을수록 압력이 커질수록 가연성 얼음이 안정된다. 셋째, 메탄가스원이 있어야 한다. 해저 고생물시체의 퇴적물은 세균에 의해 분해되면 메탄이 생긴다. 따라서 가연성 얼음은 세계의 모든 바다에 분포되어 있다. [이 단락 편집] 가연성 얼음 매장량 및 수화물 매장량
연구원들은 이미 천연가스 수화물이 세계 각지에서 광범위하게 존재한다는 것을 깨달았다. 지구상의 육지의 약 27% 는 천연가스 수화물을 형성할 수 있는 잠재적 지역이며, 전 세계 해양수역의 약 90% 도 이런 잠재적 지역이다. 가스 하이드레이트는 주로 북극의 영구 동토구역과 전 세계의 해저, 대륙 경사, 육기, 해구에서 발견된다. 채택된 기준이 다르기 때문에 기관마다 세계 가스 하이드레이트 매장량에 대한 추정치가 크게 다르다. 잠재 천연가스 조합 추정 (PGC, 198 1) 에 따르면 동토구 가스수화물 자원량은1.4×13 ~ 3 입니다. 그러나 대부분의 사람들은 증기 수화물에 저장된 탄소가 최소한 1× 1.0 1.3t 로 모든 화석 연료 (석탄, 석유, 가스 포함) 의 총 탄소 함량의 약 두 배라고 생각한다. 가스 수화물의 불 침투성 때문에, 수시로 그것의 밑에 자유로운 천연 가스의 밀봉 층으로 사용 될 수 있다. 따라서 증기 수화물 아래층에서 유리 가스의 양이 증가함에 따라 이 추정치가 더 커질 수 있습니다. 이러한 예측이 사실임을 증명할 수 있다면 가스 하이드레이트는 미래에 풍부하고 중요한 에너지가 될 것이다.
화학 구조상 가스 하이드레이트는 물 분자가 케이지 모양의 다면체 틀 안에 있고, 케이지 틀 안에는 메탄 위주의 기체 분자가 함유되어 있다. 온도와 압력 조건에 따라 다면체 프레임이 다릅니다.
물리적 특성상 가스 하이드레이트의 밀도는 얼음에 가깝고 약간 낮으며 전단 계수, 전해 상수 및 열전도도는 얼음보다 낮습니다. 가스 하이드레이트의 음파 전파 속도는 가스 함유 퇴적물과 포화 수 퇴적물보다 현저히 높고 중성자 다공성은 포화 수 퇴적물보다 낮다. 이러한 차이는 지구 물리 탐사가 천연가스 수화물을 식별하는 이론적 기초이다. 또한 가스 하이드레이트의 모세관 공극 압력이 높습니다.
이미 밝혀진 매장량만 지구상의 총 석유 매장량보다 수백 배나 크다. 이 모든 얼음들은 전 세계 450 미터 깊이의 해저에 숨겨져 있다. 표면은 드라이아이스처럼 보이지만 실제로는 연소할 수 있다. 미국 동남해안에는 2700 평방미터의 수화물이 있는데, 그중에는 가연얼음이 포함되어 있어 미국 70 여 년을 공급하기에 충분하다. 그 매장량은 일반 매장량의 2.6 배로 추산되며, 충분히 개발되면 약 100 년을 사용할 수 있다. 중국 지질대학 (우한) 과 중남석유국 제 5 지구탐사대대가 장북고원 창당 분지에서 실시한 대규모 지구물리학 탐사 결과 티베트가 타림 분지에 이어 2 1 세기 중국 제 2 의 석유자원 전략 승계 지역이 될 가능성이 있는 것으로 나타났다.
가연성 얼음 채굴에 대한 구상 [1]
가연성 얼음이 상온 상압에서 불안정하기 때문에 가연성 얼음을 채굴하는 방법은 ① 열해이다. ② 항 고혈압 법. ③ 이산화탄소 치환법. [이 단락 편집] 글로벌 배포 지역은 최대 1 16 입니다. 전문가들의 예측에 따르면, 전 세계의 통상적인 석유, 천연가스 자원 소비가 어마하여 40 ~ 50 년 후에 고갈될 것으로 예상된다. 사람들은 에너지 위기를 걱정한다. 가연성 얼음은 하늘이 인류에게 주신 보물과 같다. 해마다 축적되어 수천 마일에서 수만 마일에 이르는 퇴적물을 형성한다. 이미 밝혀진 가연성 얼음 매장량만 세계 석탄, 석유, 천연가스의 총 매장량보다 몇 배나 많다.
과학자들의 평가 결과에 따르면 해저 지역 가연빙의 분포 면적만 4000 만 제곱킬로미터로 지구 해양 총면적의 1/4 를 차지한다. 현재 세계에서 발견된 가연성 얼음 분포 지역은 1 16 에 달하며 광층 두께와 규모는 기존 가스전과 비교할 수 없다. 과학자들은 해저 가연성 얼음의 매장량이 적어도 인류가 1000 년을 사용하기에 충분하다고 추정한다. [이 단락 편집] 의 부적절한 사용은 재앙을 초래할 수 있습니다. 천연 가연성 얼음은 고체여서 석유 채굴처럼 뿜어내지 않는다. 한 조각이 해저에서 옮겨지면 메탄은 해저에서 해수면으로 운송하는 과정에서 완전히 증발하여 대기에도 큰 해를 끼칠 수 있다. 이러한 청정 에너지를 얻기 위해 세계 여러 나라에서 천연 가연성 얼음 채굴 방법을 연구하고 있다. 과학자들은 채굴 기술이 돌파되면 가연성 얼음이 즉시 2 1 세기의 주요 에너지가 될 것이라고 생각한다.
반대로, 채굴이 부적절하다면, 결과는 절대적으로 재앙적이다. 지구 온난화에 있어서 메탄은 이산화탄소보다 20 배 더 큰 역할을 합니다. 가연성 얼음 퇴적물에 대한 최소한의 파괴라도 대량의 메탄가스 누출을 초래하여 강한 온실효과를 초래할 수 있다. 게다가 대륙 변두리 해안에서 가연성 얼음을 채굴하는 것은 매우 어렵다. 일단 분출사고가 발생하면 쓰나미, 해저 산사태, 해수중독 등의 재해가 발생할 수 있다. 그래서 가연성 얼음의 개발과 활용은 양날의 검처럼 조심스럽게 다루어야 한다. [이 단락 편집] 세계 각국은 가연성 얼음 1960 을 개발하기 위해 경쟁하고 있다. 구소련은 시베리아에서 가연성 얼음을 발견하고 1969 에서 개발에 들어갔다. 미국은 1969 년부터 가연얼음 조사를 시작했고, 1998 년 가연빙은 국가 발전의 전략에너지로 국가 장기 계획에 포함되었다. 일본은 1992 부터 가연성 얼음에 관심을 기울이고 있으며, 현재 주변 해역 가연성 얼음에 대한 조사와 평가를 거의 마쳤다. 하지만 독일은 가연성 얼음을 파낸 최초의 나라다.
2000 년부터 가연성 얼음 연구와 탐사가 성수기에 접어들면서 세계 최소 30 개 국가와 지역이 참여했다. 이 가운데 미국의 방안이 가장 완벽하다. 대통령 과학기술위원회는 가연빙의 연구개발을 추천했고, 상하원도 가연빙의 연구개발을 지지하는 법안을 제시한 사람들이 많다. 현재 미국은 매년 가연성 얼음 연구에 쓰이는 재정 지출금이 수천만 달러에 달한다.
이런 새로운 에너지를 개발하기 위해 19 국가의 참여로 깊은 지층 해양지질샘플연합연구소를 설립했고, 50 명의 과학기술자가 선진 실험시설을 갖춘 배를 운전해 미국 동해안에서 해저 가연빙을 탐사했다. 이 가연성 얼음 탐사 전용선의 7 층 선실에는 선진적인 실험 설비가 갖추어져 있다. 이것은 심해에서 암석 샘플을 채취할 수 있는 세계 유일의 배이다. 이 배에는 퇴적학, 고생물학, 암석학, 지구화학, 지구물리학을 연구하는 실험 설비가 갖추어져 있다. 텍사스의 한 M 대학이 이끄는 이 특수 용도의 배는 영국, 독일, 프랑스, 일본, 호주, 미국의 과학재단, 유럽 연합과학재단이 재정 지원을 제공한다. [편집 섹션] 세계에서 가연성 얼음의 분포. 2 1 세기의 중요한 후속 에너지원으로서 해저 가스 하이드레이트와 인간의 생존 환경 및 해저 공사 시설에 미치는 재해의 영향은 세계 각국의 과학자들과 정부의 관심을 받고 있다. 1960 년대에 시작된 심해 시추 프로그램 (DSDP) 과 후속 대양 시추 프로그램 (ODP) 은 세계 각 대양과 해역에서 대량의 심해 시추와 해양 지질 지구 물리학 탐사를 실시하여 많은 해저 지역에서 직접 또는 간접적으로 가스 하이드레이트를 발견하였다. 지금까지 세계 해저 가스 하이드레이트의 주요 분포 지역은 멕시코만, 카리브해, 남미 동부 대륙 가장자리, 아프리카 서부 대륙 가장자리, 미국 동해안의 흑고원, 서태평양의 베링해, 오호츠크 해, 천도 해구, 오키나와 해구, 일본해, 4 개국 해구, 남해구, 술라웨시해, 뉴질랜드 북부 해역이다 동태평양의 중앙아메리카의 물마루, 캘리포니아 근해 물마루, 페루의 물마루, 인도양의 오만만, 남극의 로스해와 웨들해, 북극의 발렌지 바다와 포퍼트 해, 대륙의 흑해와 카스피 해.
이에 따라 1980 년대 이후 미국 영국 독일 캐나다 일본 등 선진국은 국내외 가스 하이드레이트 조사, 연구 및 평가에 거액을 투자했으며 미국 일본 캐나다 인도 등은 가스 하이드레이트 탐사 개발을 위한 국가 계획을 세웠다. 특히 일본과 인도는 가스 하이드레이트 탐사 및 개발 분야에서 선두를 달리고 있다.
2009 년 9 월 중국 지질부는 청장고원에서 가연성 얼음 (일명 가스하이드레이트) 이라는 친환경 신에너지를 발견해 10 년쯤 투입될 것으로 예상하고 있다고 발표했다. 중국이 육지에서 가연성 얼음을 발견한 것은 이번이 처음이다. 중국이 캐나다와 미국에 이어 국가 계획을 통해 육지에서 가연성 얼음을 발견한 세 번째 국가가 됐다. 대충 추산한 바에 따르면, 원경 자원은 적어도 350 억 톤의 기름당량이다.
[이 단락 편집] 가연성 얼음이 중국에 있는 경우 세계 최대 발전 중인 해양 강국으로서 중국의 에너지 부족 문제가 두드러진다. 현재 중국의 석유 및 가스 자원 공급 및 수요 격차가 크다. 1993 중국은 이미 석유가스 수출국에서 순수입국으로 전환했고, 1999 년에는 석유 4000 여만 톤을 수입했고, 2000 년에는 석유가 7000 만 톤에 육박했다. 20 10 석유 격차는 2 억 톤에 이를 것으로 예상된다. 따라서 중국 경제의 빠른 발전을 만족시키기 위해 새로운 에너지를 개발할 필요가 시급하다. 해저 가스 하이드레이트 자원이 풍부하여 상류의 탐사 및 생산 기술은 기존의 석유와 가스를 차용할 수 있으며 하류의 천연가스 운송과 사용은 매우 성숙하다. 따라서 가스 하이드레이트의 조사와 평가를 강화하는 것은 당 중앙, 국무원이 확정한 지속가능한 발전 전략을 실천하는 중요한 조치이며, 2 1 세기 신에너지 발전, 에너지 구조 개선, 종합 국력과 국제경쟁력 강화, 경제안전 보장을 위한 중요한 수단이다.
중국 해저 가스 수화물의 연구와 탐사에 약간의 진전이 있었다. 남해 서사해구 등 해역에서 가스하이드레이트의 지구물리학 표지인 BSR 이 발견돼 중국 해역에도 가스하이드레이트 자원 분포가 있어 더 연구할 만하다. 한편 청도 해양지질연구소는 자주지적재산권을 가진 가스하이드레이트 실험실을 설립하고 가스하이드레이트에 불을 붙이는 데 성공했다. [이 단락 편집] 중국은 해저에서 가연성 얼음을 발견했다. 2005 년 4 월 14 일 중국은 베이징에서 중국 지질박물관에서 처음으로 발견된 가스하이드레이트 탄산염 샘플을 채취하는 의식을 거행했다.
중국이 세계 최대' 냉천' 탄산염암 분포 지역을 처음 발견한 것은' 가연성 얼음' 이나 가스하이드레이트의 존재에 대한 중요한 증거로 약 430 제곱킬로미터이다.
이 분포구는' 수사풍' 호코카선이 남해 북파에서 중덕연합이 실시한 남해 가스하이드레이트 조사에서 처음 발견됐다. 냉천 탄산염암의 형성은 해저 가스 수화물 시스템과 냉천 분출구 근처에 사는 화학 생물 군락의 활동과 관련이 있는 것으로 여겨진다. 이번 고찰 기간 남해 북파동사 제도 동쪽 해역에서 대량의 자생 탄산염암이 발견됐는데, 수심은 각각 550 미터에서 650 미터, 750 미터에서 800 미터였다. 해저 TV 관측과 TV 채집 샘플링에 따르면 해저에서 대량의 관형, 굴뚝 모양, 도넛 모양, 판자 모양, 덩어리 모양의 자생 탄산염암이 생겨났는데, 이들은 해저에 단독으로 누워 있거나 갑자기 퇴적물에서 튀어나왔다. 분출구에서 온 두 발 조개껍데기는 점형으로 흩어져 있고, 거대한 탄산염 구조가 해저에 우뚝 솟아 있어 코스타리카 변두리 바다와 미국 오리건 주 근해에서 발견된' 화학초' 와 비슷하지만 규모가 더 크다.
가연성 얼음' 은 하얀색이나 연한 회색의 고체 결정 물질로, 외관은 얼음으로 되어 있으며 천연가스와 물 분자가 결합되어 있다. 그 성분이 80 ~ 99.9% 인 메탄으로 인해 이 탄산염암의 형성과 분포는 메탄이 풍부한 유체의 유형, 성질, 출처, 강도 변화 및 해저에 존재할 수 있는 수화물 체계와의 관계를 기록했다.
중국-독일 과학자들은 자생 탄산염암 지역의 가장 전형적인 구조를 작업 공간에 가장 가까운 중, 항, 9 명을' 구룡메탄암초' 로 명명할 것을 만장일치로 제안했다. 여기서' 용' 은 중국을 대표하고' 9' 는 여러 연구팀의 협력을 대표한다. 전략 계획에 따르면 2006-2020 년 중국 가연빙의 상용화 발전 노선은 조사 단계에 있으며, 2020-2030 년은 시험생산 단계이며, 2030-2050 년 중국 가연빙은 상업화 생산 단계에 들어간다. [이 단락 편집] 일본의 모험으로 가연성 얼음을 채굴하면 해구가 무너질 수 있다. 오늘날 발전요구로 에너지 의존의 국면을 서둘러 바꾸는 일본은 해저에서 잠든' 에너지결정체' 인 가스하이드레이트, 일명' 가연얼음' 을 주목하고 있다. (물과 가스가 중고압 저온에서 혼합되어 나오는 결정 물질입니다. 얼음과 눈처럼 보이는데, 불을 붙이면 연소할 수 있다. ) 일본 부근의 잔잔한 태평양 수중 3000 피트에서 수억 톤의 가연성 얼음이 이용되기를 기다리고 있다. 일본은 이러한 자원을 일본에서 사용할 수 있다면 중동과 인도네시아의 에너지 수입에 대한 의존도를 크게 개선할 것으로 보고 있다. 초보적인 추산에 따르면, 이' 가연성 얼음' 은 일본에서 14 년을 사용할 수 있다. 그러나 이러한 알 수 없는 자원을 개발하는 동시에, 환경 보호라는 중요한 문제를 해결해야 한다.
일본과 캐나다는 "가연성 얼음" 을 개발하기 위해 협력합니다.
본주의 섬 해안에서 30 마일 떨어진 곳에서 과학자들은 엄청난 양의 해수구를 발견했다. 해수구의 메탄은 결정체, 두께 약 500 미터, 총량 40 조 입방미터에 달한다. 이 매장량은 사우디나 러시아의 석유 자원만큼 좋지는 않지만, 일본이 한동안 쓰기에 충분하다. 일본 과학자들은 이 결과에 대해 매우 흥분하여, 가능한 한 빨리 적절한 계획을 세워 잊혀진 자원을 채굴할 것이라고 밝혔다.
일본에 비해 넓은 해양자원을 보유한 캐나다가 이 방면에서 선행이라고 할 수 있다. 그들은 보통' 강압' 방법을 이용하여 이 얼어붙은 자원을 채굴한다. 즉, 먼저 얼음에 깊은 구멍을 많이 뚫은 다음 대량의 펌프를 사용하여 시추로 인한 무거운 압력을 낮추고 유용한 메탄가스를 바닷물에서 분리해 천천히 인류가 추출할 수 있는 깊이까지 떠다닌다. 일본과 캐나다에서 온 과학자들은 이 가장 효과적인 방법으로 본주 섬 부근 해역의 자원을 개발하기로 결정했다.
일본 정부는 곧 이런 채굴 방식에 동의했다. 첫 번째 훈련은 올해 4 월에 완료되고 나머지 테스트는 2008 년 초에 완성될 것이다.
광업은 많은 미지의 위협에 직면해 있다.
거대한 에너지 외에도 많은 무형의 위험이 일본에 손짓하고 있다. 예를 들어,' 강압' 법의 세 번째 단계인 강압으로 인해 대량의 메탄가스가 해수면 위에 천천히 떠 있는데, 이 온실가스가 전 세계 기온에 어떤 영향을 미칠지는 미지수이다. 일본 정부도 환경 보호를 중시해 에너지를 위해 환경을 희생하지 않을 것이라고 밝혔다. 만일을 위해서, 그들은 이미 많은 예비 테스트를 안배했다.
이것은 성공적인 발굴 이후에도 여전히 우려이며, 발굴 과정에서 아직 알 수 없는 위협이 많다. 과학자들은 일본 정부에 해저 해구가 채굴 과정에서 무너지는 것을 경계하라고 경고했다. 차분해 보이는 바다 밑에서 무슨 변화가 일어나고 있는지 사람들은 아직 완전히 이해하지 못했다. 채굴 중 부주의로 대상 트렌치가 무너지거나 산사태와 같은 재난을 초래하면 채굴국에 막대한 인력과 재력 손실을 초래할 뿐만 아니라, 그로 인해 많은 양의 온실가스가 유출되는 것을 우려하게 된다.
또한 해저에 다양한 설비를 대규모로 시추하고 설치하면 어류를 해안에서 멀리 떨어지게 할 것이며, 바다에 의존하는 어민 수입은 자연히 큰 영향을 받게 될 것이다. 일본 어부들은 이런 우려를 표명했다.