40 開發可燃冰須緩行(1 / 1)

能源危機是世界關注的焦點。可燃冰的發現則給人類帶來了新的希望。什麼是可燃冰?就是甲烷組成的固態天然氣。甲烷與二氧化碳、氧化亞氮都屬於溫室氣體,它們在大氣層中都能吸收從地麵發出的長波輻射(由於太陽溫度較高,發出的輻射是短波輻射。地麵吸收太陽輻射雖然會升溫,但溫度遠低於太陽,所以地麵輻射為長波輻射)升溫。

下麵,就讓我們通過實驗對比甲烷與二氧化碳產生的溫室效應有何不同,發現甲烷釋放到大氣中將產生怎樣的惡果。

Are you ready

你準備好了嗎?

準備3隻250毫升的錐形瓶,標號1、2、3。1號瓶裝普通空氣,2號瓶裝滿二氧化碳氣體,3號瓶裝滿甲烷。分別將單孔橡皮塞塞住瓶口(從瓶口插入一隻溫度計,將溫度計四周的空隙用塑料膠帶封裝嚴實),錐形瓶底部放一塊麵積稍大的黑色的本板或者紙板,黑色木板或者紙板可以更加充分吸收燈光對錐形瓶內的氣體進行加熱。

Let’s go

我們開始吧

在三隻錐形瓶上方用三隻功率為100瓦的燈泡均勻地照射,每隔1分鍾,並記錄各瓶內氣溫變化的情況。

Let’s go on

我們繼續深入

(1)將1號瓶、2號瓶、3號瓶的分時溫度變化分別繪製。

(2)通過圖表分析,10分鍾過後,1號瓶氣溫上升了℃,2號瓶氣溫上升了℃,3號瓶氣溫上升了℃。

(3)通過比較,我們發現3號瓶的甲烷比2號瓶的二氧化碳產生的溫室效應更。

Extension

擴展

剛才我們通過實驗,發現甲烷比二氧化碳產生的溫室效應更加明顯。科學研究表明,甲烷產生的溫室效應是二氧化碳的7.5倍。也就是說,相同數量的二氧化碳和甲烷,吸收等量的熱量,如果二氧化碳上升了1℃,甲烷則上升了℃。

研究證實:將二氧化碳液化,注入1500米以下的海水中,就會生成二氧化碳水合物,它的密度比海水大,會沉入海底。如果將二氧化碳注入海底的可燃冰儲層,因二氧化碳較甲烷更容易形成水合物,就能將可燃冰中的甲烷分子“擠走”,從而將其置換出來。這樣不僅可以“解放”甲烷,而且可以減少大氣中的二氧化碳,對全球變暖的趨勢起到作用。

由於天然氣水合物是一種溢散氣體,因此開采可燃冰最易泄漏,如果控製不住,極易造成“井噴”,大量可燃冰排出後會造成。

因此,為了保護環境,開發可燃冰需要大量的科學技術支持,致使開發成本依然較高,折合天然氣價格為1美元br立方米。美國計劃到2015年進行商業性試開采。

Information

資料卡

可燃冰有多麼誘人

目前在世界各地的海洋及大陸地層中已探明的可燃冰儲量達到1000萬~100000萬億立方米,相當於全球傳統化石能源(煤、石油、天然氣等)儲量的2倍以上,夠人類使用1000年。我國海域的可燃冰儲量也十分巨大:南海可燃冰資源量探明,相當於185億噸油當量。麵對這麼巨大的經濟效益,我們應冷靜思考如何開發和利用可燃冰。因為,可燃冰開采時最易泄漏,大量可燃冰排放到大氣後會造成強烈的溫室效應。