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未来汽车的“永动机”?揭开“可燃冰”的神秘面纱
2017年05月19日 19:20 中国汽车报 李争光

  5月18日,国土资源部中国地质调查局在南海宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。 

  消息一出,顿时引起了业界广泛关注。据了解,可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物,外形与冰相似。由于含有大量甲烷等可燃气体,因此极易燃烧。同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气,被业界誉为“属于未来的能源”,应用前景广阔,尤其是对汽车发展将产生巨大的影响。 

  可燃冰究竟有何魔力让业界如此关注?将为汽车带来哪些革命性改变?可燃冰在开采以及应用方面还存在哪些问题?面对这一系列问题,《中国汽车报》记者采访了多位业界专家,试图揭开“可燃冰”的神秘面纱。 

  █ 难点在于开采 我国率先突破 

  “与石油、天然气等传统能源相比,可燃冰的储存量十分巨大,但是目前该能源面临最大的问题就是开采,可燃冰的开采难度及危险性都很大。”中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院负责人杨金秀接受记者采访时表示,可燃冰是一种对外界环境比较敏感的物质,在低温高压的条件下才能稳定存在,一旦在常温常压下就会气化。因此,多个国家虽然经过多年的探索,但始终没有掌握核心的开采技术。 

  杨金秀告诉记者,可燃冰如果开采不当,发生泄漏等情况将对大气带来非常大的污染,据了解,甲烷的温室效应是二氧化碳的20多倍。同时,可燃冰因为结构的不稳定,在开采的时候容易引起海底滑坡,导致海啸等次生灾害。 

  可燃冰的试开采一直是一项世界性难题。2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作,虽然成功出气,但最终由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。2014年-2016年期间,美国对墨西哥湾地区的可燃冰进行长期观测,并制定相应的开采计划,到目前为止也尚未有进一步的进展。据悉,美国、日本及加拿大等国计划于2020年对可燃冰实现商业化开采。 

  可喜的是,经过近20年不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新,实现了历史性突破。据了解,我国此次试开采,成功达到了日均产气一万方以上以及连续一周不间断的国际公认指标。另外,开采现场位于距香港约285公里的南海北部神狐海域,采气点位于水深1266米海底以下200米的海床中。自5月10日正式出气至今,已累计产出超12万立方米,甲烷含量高达99.5%的天然气。 

   能量密度极高 或成汽车永动机 

  “可燃冰之所以会引起大家的关注,主要在于他的能量密度十分大,一小部分燃料就能支持汽车长时间行驶。”中国海洋石油总公司某海上开采技术人员向《中国汽车报》记者介绍了可燃冰的能量优势。他指出,可燃冰是一种碳与水化合物,其单碳重量与能量是成反相关的关系,其中单碳结构的甲烷(CH4)的含量高达80%~99.9%,因而其蕴含的能量就高。“比如沥青的主要成分为多碳结构,因而能量密度低,不适合作为燃料使用。”他强调。 

  “1立方米的可燃冰可释放出约等于164立方米天然气的能量。”杨金秀也表示,可燃冰的最大特点就是能量密度高。另有资料显示,如果将同等体积的固体酒精和可燃冰同时点燃,可燃冰的燃烧时间远远长于同体积的固体酒精。初步计算,一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100升天然气能跑300公里的话,那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里。可见这个神奇的“能量块”,体积虽小,其巨大的能量却不可估量。 

  据估算,在世界可燃冰总资源量大约相当于全球已知煤、石油和天然气总资源量的两倍,被誉为21世纪最具商业开发前景的绿色清洁战略能源,也成为各国竞相研究开发的热点。 

  █ “燃冰汽车”真的要来了吗? 

  据业内人士分析,可燃冰有望接棒传统能源,在我国的商业开发也有望实现突破,届时将给产业链的上中下游企业发展带来新一轮的投资机会。“可燃冰可应用于交通、冶金、电力、轻工等行业,其中包括内燃机、汽车、炼钢、热处理、印染、纺织等诸多方面,对下游企业的商业价值不可估量。”长期关注可燃冰研发的业内人士告诉记者。 

  “可燃冰离开海面之后就会气化,目前要克服好该燃料的不稳定性。”中海油技术人员指出,可燃冰成分比较单纯,实现开采之后,后期处理将节省很多的成本,而天然气开采还要经过脱硫、除杂质等环节。“另外,我国的LNG(液化天然气)技术条件都比较成熟,相信可燃冰的运输、储藏技术也会很快成熟起来。”他强调。 

  那么,聚焦于汽车领域,可燃冰的应用前景将会如何? 

  “可燃冰的最终形态其实就是天然气,我相信在汽车方面的应用前景将会十分广阔。”潍柴动力股份有限公司副总裁佟德辉指出,对照天然气发动机的开发,可燃冰今后或许可直接作为动力能源应用于汽车。在佟德辉看来,天然气发动机的技术已经相对成熟,如果可燃冰作为车用燃料,那么以后开发出专用的天然气发动机将会十分必要,天然气汽车的比例也将会大幅度提高。 

  对此,清华大学汽车技术研究院宋健院长也对记者表达了类似的看法。他认为,可燃冰开采完成后的最终形态与天然气并无区别,对应到我国天然气发动机的技术储备,在汽车中的应用技术上难度并不大。“现在就是要解决天然气汽车的成本问题,随着规模化生产,希望天然气汽车的气罐成本能够降下来。”宋健说。 

  佟德辉则认为,目前天然气发动机在解决高热负压及润滑性方面需要提升,此外,我国天然气加注站建设的问题将会成为未来的重点,由于我国天然气加注站数量较少,天然气汽车也只能在有限范围内行驶。 

  当然,这一切都是基于现有条件的推测,可燃冰最终是否能适应未来汽车的要求,还需要伴随研发的进程与最终的应用情况做出结论。“可燃冰最终是直接应用于汽车,还是需要多次加工,还应经过更细致的验证。”商用车行业专家杨再舜指出,伴随而来的安全、燃效、碳排放等也是我们需要考虑到的问题。对于可燃冰在汽车领域的应用进程,《中国汽车报》将持续关注。 

  策划编辑:李大鹏 

   

责任编辑:李大鹏
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