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最近一段时间，各大媒体都在炒作一个概念——可燃冰，这里说炒作一点也不过分，因为从媒体所公布的内容来看，真的是炒作。截止到今天，股市中相关的概念股还在疯长。 按照网传央视等众多媒体的说法，可燃冰就像《铁臂阿童木》和《变形金刚》中机器人所用的能量块，体积小、能量高。而且还举了一个通俗的例子：一辆使用天然气为燃料的汽车，如果一次加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！ 天呀，看到这里，大家都很兴奋是不是？核动力航母所用的能量也不过如此吧，我们期盼已久的能源问题看来马上就要解决了！ 这难道真的是一种新的黑科技吗？显然不是，对于可燃冰的研究至少可以追溯到1810年，首次在实验室发现可燃冰，但一直没有引起人们的重视，只是作为一种气体水合物对待而已；上个世纪30年代，前苏联在天然气输气管道中发现了天然气水合物，因为它堵塞了输气管道，因此引起了人们对它的重视，60年代前苏联又在西西伯利亚永久冻土带发现了可燃冰矿藏，这引起了多国科学家的注意；1970年，前苏联开始对可燃冰矿床进行商业开采。之后多年，一直渴望将其作为一种新的能源来利用，可惜总体上成本不合算，并没有太多有意义的进展。可见，可燃冰的概念已经存在200多年了，其商业开采也有近50年了。 本月，我国公布在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，本来也是一件值得高兴的事儿。可惜由于计算上的乌龙，让一个简单的问题变得复杂，甚至演绎出一系列啼笑皆非的故事。虽然现在有不少专家从各个方面进行了解释，但总觉得有些将简单问题复杂化了，让人看得云里雾里，这本来是一个初中生就可以理解的问题。在说清楚这个问题之前，我们还是先解释几个概念。 甲烷气体，号称地球上最干净的化石能源，常温常压下无色、无味、无毒、无腐蚀性，也不溶于水。天然气（Natural Gas）中的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，有时还含有其他一些大气成分中的气体等。 液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG），很容易理解，是将天然气液化的产物，其体积约为同量气态天然气体积的1/625。其制造过程是将油气田生产的天然气先进行净化处理，然后进行一连串超低温过程进行液化后，储存在低温压力罐中（-161.5摄氏度、0.1MPa）进行运送。在实际作为燃料使用中，一般有压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种形式。以汽车为例，压缩天然气汽车中一般将天然气压缩到20.7—24.8 MPa储存在车载高压气瓶中，但气瓶体积非常大（普通家用车70升），本身重量就很重，携带的燃料并不多，汽车连续行驶里程短，充一次气可行驶100~200公里。如果不是价格便宜和附近有加气站，许多司机并不愿意选择使用。而液化天然气就不同了，一次充气，可以行驶500~1000公里以上，适合长途运输使用。由于工艺和成本上的原因，世界上目前使用较多的仍然是压缩天然气汽车。虽然天然气已经这样使用数十年从未出现过天然气爆炸、燃烧而导致车毁人亡的案例，但大家还是害怕其危险性，许多人对高压钢瓶就有恐惧感。 可燃冰，化学上称天然气水合物，分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，是天然气与水在低温高压条件下形成的类似冰状的结晶物质，遇火可以燃烧，故得名可燃冰。可燃冰分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子，将甲烷分子包在里面，因此也称笼形包合物（Clathrate），分子式可写成为CH4·8H2O，在0℃和30个大气压的作用结晶成“冰块”状。从物理性质来看，可燃冰密度接近并稍低于冰的密度。1立方米的可燃冰在常温常压下可释放出164立方米的天然气及0.8立方米的水。 下面，我们根据上述数据来计算一下。1立方米的液化天然气和可燃冰在常温常压下分别可释放出625和164立方米的天然气，也就是说，不考虑其他因素，仅仅从提供的天然气来看，可燃冰只有液化天然气能量密度的1/4，如果液化天然气汽车加装一次燃料能跑500~1000公里，加装同等体积的可燃冰只能行驶125~250公里，大致与压缩天然气汽车相当。这就比较尴尬了，说好的100升跑五万公里呢？关键问题，在目前汽车所能提供的有限空间限制下，要直接用可燃冰近乎天方夜谭，还不如直接用压缩天然气呢，未来也很难成为新一代能源革命的法宝。 http://blog.sciencenet.cn/blog-502444-1056387.html 上一篇：以乐观主义的积极态度对待地球的未来 下一篇：现实生活中别弄丢了中学化学知识 |
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