18新利最新登入冰冻的燃料是如何工作的

冰冻的燃料是一个家庭的物质称为朗朗上口的名字天然气水合物。气是天然气,碳氢化合物的混合物,如甲烷、丙烷、丁烷、戊烷。其中,甲烷是迄今为止人类最常见的组件和一个化合物在化学。

像所有的碳氢化合物,甲烷只包含两个元素——碳和氢。它的一个例子饱和烃,或一个分子完全由单键,因此氢原子允许的最大数量。饱和烃的一般公式是C_nH_{2 n + 2}。甲烷只有一个碳原子,所以它的化学式是CH₄。化学家这个形状描述为一个四面体。

甲烷是一种无色,无味,细菌分解产生的可燃气体的植物和动物。它形成过程中共享的所有化石燃料。首先,海洋植物和动物死亡和下降到海底。接下来,泥浆和其他海底沉积物覆盖生物分解。沉积物将大量的有机质和压力开始压缩。这种压缩,再加上高温,分解有机物的碳键,将其转变为石油和天然气。

通常,这甲烷,地质学家称之为“传统”的甲烷——坐落在地球的表面。,工人必须穿过岩石和沉积物和利用存款释放的甲烷气体。然后他们泵的表面,通过全国管道的运输。

甲烷也可以形成异常地如果沉积物产生它位于约1640英尺(500米)在海洋表面以下。这些条件的冰点温度和高压导致甲烷成为冰包裹。甲烷不债券与水化学。相反,每个四面体甲烷分子坐落在一个水晶壳冰做的。这种独特的物质被称为甲烷水合物,当它到达温度和较低的压力,冰融化了,留下纯甲烷。

地质学家最近才发现天然甲烷水合物,但化学家知道它多年来,在下一节中我们会看到。

天然气水合物的历史可以追溯到汉弗莱·戴维,化学家从康沃尔郡,英格兰,他在1810年发现氯为一个元素。

戴维和他的助手,迈克尔·法拉第的书,他继续与氯在1800年代早期,混合绿色气体与水和冷却低温的混合物。

很可能,戴维发现奇怪的固体氯原子成为冰晶包裹,但法拉第发现官方信贷。1823年,法拉第发表了一份报告描述了奇怪的物质,称之为氯包合物水合物。其他类型的包合物,每一个都涉及客人化合物被锁在一个主机的晶格结构,很快就发现了,但他们仍然是一个实验室的好奇心。

然后,在1930年代,天然气的矿工们开始抱怨icelike材料堵塞管道暴露于低温。科学家认为这种材料并不是纯粹的冰,但是冰裹着甲烷。他们没有浪费时间试图找到方法来预防水合物的形成和主要化学物质,如甲醇和乙二醇。自那时以来,矿业公司增加了这些材料抑制水合物形成的天然气管道。

在1960年代,科学家发现,甲烷水合物,或“固体天然气,”存在于西伯利亚西部的Messoyakha气田。这是很重要的,因为自然发生的天然气水合物以前从未被发现。地质学家和化学家抵达巨大的盆地,开始研究水合物形成的条件。他们发现sub-permafrost沉积物富含水合物和开始寻找类似的存款在其他高纬度地区。不久,另一组研究人员发现甲烷水合物在沉积物埋藏在阿拉斯加北坡。

基于这些早期发现,美国地质调查局(USGS)和美国能源部国家能源技术实验室进行了广泛的研究,在1982年到1992年之间,揭示甲烷水合物可以发现在近海沉积物。突然,曾经是一个好奇心和一个工业公害看起来可能是一个重要的资源。在1990年代中期,日本和印度带头在甲烷水合物的研究中,发现更多存款的目标和发展中提取甲烷经济的方法。科学家们已经发现了甲烷水合物在许多地方,包括加拿大麦肯齐三角洲和南开槽海岸的日本。

接下来,我们将考虑甲烷水合物的影响可能对世界能源供应。

一旦科学家开始寻找甲烷水合物,他们并没有失望。他们发现他们在北极永久冻土和海底之下,尤其是在一个板块幻灯片在另一个领域。这些区域被称为俯冲带因为下一个盘子的边缘移动另一个。例如,华盛顿和俄勒冈州海岸的胡安德富卡板块正朝着是北美板块下面滑动。像一块木头在整个叶片的平面,沉积物,包括水合物的胡安德富卡板块正朝着被北美板块的地壳岩石。这将创建一个的水合物脊平行海岸。

还发现了水合物沉积物地区大洋流。布莱克岭是一个位于南卡罗来纳海岸,形成水从6562到15748英尺(2000到4800米)深。地质学家认为,脊形成的渐新世的期间,大约2380万到33.7年前。格陵兰海在此期间开放,允许大量的冷,密集水流南大西洋沿岸。因为这冷水遭到了温水进行向北墨西哥湾流,水流减缓,把大量的沉积物。有机材料埋在这些沉积物最终催生了大量的甲烷水合物。

18新利最新登入多少冷冻燃料存在布莱克岭和世界各地的其他网站吗?据估计锁在甲烷水合物的数量在10亿亿到3万亿亿立方英尺(2832万亿到849.5054亿亿立方米)。比较的1.3亿亿立方英尺(368万亿立方米)的常规天然气储量地球上剩下的,你可以理解为什么下巴在科学界已经下降[来源:Collett]。

当然,发现氢沉积物是一回事。在下一节中我们将看到,让他们出去,做安全,完全是另一回事。

从天然气水合物释放甲烷字段的潜在回报必须平衡风险。和风险都很大。让我们开始第一个矿业公司所面临的挑战和他们的员工。大部分甲烷水合物位于海底沉积物。这意味着钻井平台必须能够达到通过超过1600英尺(500米)的水,然后因为水合物通常位于地下,他们可以开始之前提取另一个几千英尺。水合物也倾向于沿着低利润率的大陆斜坡形式,在海底瀑布从相对较浅大陆架向深渊。约倾斜海底很难运行管道。

即使你可以将钻井平台安全,甲烷水合物是不稳定一旦从深海的高压力和低的温度。甲烷开始逃离尽管它被运送到了表面。除非有办法防止天然气泄漏,提取不会有效。它会有点像拖着千疮百孔通过一桶水。

信不信由你,这个泄漏可能最担心的。许多地质学家怀疑海底天然气水合物稳定中发挥重要作用。在这些海洋钻井存款可以破坏海底,造成大量的沉积物沿着大陆坡滑数英里。证据表明,这样的水下滑坡发生在过去(见边栏),灾难性的后果。这么多泥沙的运动肯定会引发大规模海啸类似在2004年12月的印度洋海啸。

但也许最大的担忧是甲烷水合物开采会如何影响全球变暖。18新利最新登入科学家们已经知道,自然会释放少量的甲烷水合物存款。燃气工程本身天空——冻土中出现或海水,直到它释放到大气中。甲烷在大气中后,它变成了一个温室气体比二氧化碳更有效捕获太阳辐射。一些专家担心,在水合物钻探可能导致灾难性释放的甲烷,将大大加速全球变暖。

甲烷水合物领域禁止吗?这个问题来自世界各地的科学家正在试图回答。

1997年,美国能源部(DOE)发起了一项研究计划,最终将允许商业化生产的甲烷气体水合物在2015年存款。三年后,国会授权资金通过甲烷水合物研究和发展的2000年。跨部门协调委员会(ICC),一个联盟的六个政府部门,在若干领域推进研究。我们了解甲烷水合物的基础科学,它如何形式,形式和它的作用,在海底稳定和全球变暖——来自国际刑事法庭的研究。18新利最新登入

有趣的想法如何有效地提取甲烷水合物也正在出现。18新利最新登入一些专家提出的技术矿工泵热水钻孔的水合物融化,释放出甲烷。甲烷逸出,注入通过同伴海底钻洞。从那里,海底管道天然气上岸。不幸的是,这种管道需要在困难的水下地形旅行。一个解决方案是建立一个生产设施在海底附近所以它坐落水合物。甲烷逃离受热的沉积物,工人在工厂将重新冻结气体形成“干净”的甲烷水合物。潜艇将拖冰冻的燃料在较浅的水域,巨大的储油罐,甲烷可以安全、高效地提取和运输。

这有必要吗?可再生能源不会让它浪费时间去追求另一个不可再生的化石燃料那么积极呢?实际上,化石燃料仍将是世界上的一个重要组成部分的整体能源结构上几十年了。根据美国能源资料协会(EIA),美国天然气消费总18luck手机登录量预计将增加大约22万亿立方英尺(0.622万亿立方米)今天约27万亿立方英尺(0.76万亿立方米)在2030年。全球天然气消费量预计将增加到182万亿立方英尺(5.15万亿立方米)同期[来源:环境影响评价]。利用水合物中的甲烷锁将明显会议需求起着关键的作用。

这意味着冷冻可以买更多的时间从甲烷水合物燃料作为科学家寻找替代我们的星球。把它作为一种重要的手段在我们过渡到更清洁、更环保的能源。