地?zé)崮?海洋能-可燃冰課件

第8章地?zé)崮?/p>

海洋能

可燃冰7/28/20231宋長華羊八井景觀7/28/20232宋長華7/28/20233宋長華7/28/20234宋長華7/28/20235宋長華羊八井地?zé)犭娬?/28/20236宋長華7/28/20237宋長華1地?zé)崮芑局R什么叫地?zé)崮?地?zé)嵊卸啻?地球的構(gòu)造是怎樣的?地?zé)釡囟扔卸喔?地?zé)釓暮味鴣?形成地?zé)豳Y源的要素?地?zé)豳Y源有哪些形式?各種地?zé)豳Y源的開發(fā)技術(shù)概況.7/28/20238宋長華什么叫地?zé)崮?地?zé)嵊卸啻螅克^地?zé)崮?，簡單地說．就是來自地下的熱能，即地球內(nèi)部的熱能。據(jù)計算，地球陸地以下五公里內(nèi)，15攝氏度以上巖石和地下水總含熱量達1.05E25焦爾，相當(dāng)于9950萬億噸標準煤。按世界年耗100億噸標準煤計算，可滿足人類幾萬年能源之需要.如果把地球上貯存的全部煤炭燃燒時所放出的熱量作為標準來計算、那么，石油的貯存量約為煤炭的3％，目前可利用的核燃料的貯存量約為煤炭的15％，而地?zé)崮艿目傎A存量則為煤炭的1.7億倍。7/28/20239宋長華地球的內(nèi)部構(gòu)造地球是一個巨大的實心橢球體，它的表面積約為5．11x108km2，體積約為1.0833x1012km2，赤道半徑為6378km，極半徑為6357km。地球的構(gòu)造好像是一只半熟的雞蛋，主要分為3層。溫度分布圖1)地殼:地球的員外面一層，即地球外表相當(dāng)于雞蛋殼的部分，地殼由土層和堅硬的巖石組成，它的厚度各處不一，介于10—70km之間，2)地幔:地球的中間部分，即地殼下面相當(dāng)于雞蛋白的部分，也叫做“中間層”，它大部分是熔融狀態(tài)的巖漿．地幅的厚度約為2900km,它內(nèi)硅鎂物質(zhì)組成，溫度在1000℃以上.3)地核:地球的中心，即地球內(nèi)部相當(dāng)于雞蛋黃的部分．地核的溫度在2000—5000℃之間，外核深2900—5100km，內(nèi)核深5100M以下至地心，一般認為是由鐵、鎳等重金屬組成的7/28/202310宋長華地?zé)釓暮味鴣?關(guān)于地球的起源問題，目前有許多不同的假說，因此，關(guān)于地?zé)岬膩碓磫栴}，也有許多不同的解釋。但是，這些解釋都一致承認，地球物質(zhì)中放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量是地?zé)岬闹饕獊碓?。放射性元素有?38、鈾235、針232和鉀40等，這些放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。放射性物質(zhì)的原子核．無需外力的作用，就能自發(fā)地放出電子、氦核和光子等高速粒子并形成射線。在地球內(nèi)部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質(zhì)的碰撞過程中便轉(zhuǎn)變成了熱能。7/28/202311宋長華形成地?zé)豳Y源的要素?地?zé)豳Y源有哪些形式?形成地?zé)豳Y源有熱儲層、熱儲體蓋層、熱流體通道和熱源4個要素。通常我們把地?zé)豳Y源根據(jù)其在地下熱儲中存在的個同形式，分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型資源和巖漿型資源等幾類。7/28/202312宋長華各種地?zé)豳Y源的開發(fā)技術(shù)概況在上述5類地?zé)豳Y源中，目前能為人類開發(fā)利用的．主要是地?zé)嵴羝偷責(zé)崴畠纱箢愘Y源，人類對這兩類資源已有較多的應(yīng)用；干熱巖和地壓兩大類資源尚處于試驗階段，開發(fā)利用很少。不過，僅僅是蒸汽型資源和熱水型資源所包括的熱能，其儲量也是極為可觀的。僅按目前可供開采的地下3km范圍內(nèi)的地?zé)豳Y源來計算，就相當(dāng)于2.9×1012t煤炭燃燒所發(fā)出的熱量。7/28/202313宋長華2.

地?zé)豳Y源一、概述1．地?zé)豳Y源定義地?zé)豳Y源是指在當(dāng)?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)外境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和熱流體中的熱能量及其有用的伴生成分。目前地?zé)豳Y源勘探的深度可達地表以下5000m，其中2000m以下為經(jīng)濟型地?zé)豳Y源，2000—5000m為亞經(jīng)濟型地?zé)豳Y源。7/28/202314宋長華地?zé)豳Y源類型介紹(1)蒸汽型資源蒸汽型資源是指地下熱儲中以蒸汽為主的對流水熱系統(tǒng)，它以產(chǎn)生溫度較高的過熱蒸汽為主，摻雜有少量其他氣體，所含水分很少或沒有。這種干蒸汽可以直接進入汽輪機，對汽輪機腐蝕較輕，能取得滿意的工作效果。但這類構(gòu)造需要獨特的地質(zhì)條件，因而資源少、地區(qū)局限性大。7/28/202315宋長華（2）熱水型資源熱水型資源是指地下熱儲中以水為主的對流水熱系統(tǒng)，它包括噴出地面時呈現(xiàn)的熱水以及水汽混合的濕蒸汽。這類資源分布廣、儲量豐富，根據(jù)其溫度可分為高溫(>150℃)、中溫(90—150℃)和低溫(90℃以下)。7/28/202316宋長華(3)地壓型資源地壓型資源是一種目前尚未被人們充分認識的、但可能是一種十分重要的地?zé)豳Y源.它以高壓水的形式儲存于地表以下2—3Km的深部沉積盆地中，并被不透水的蓋層所封閉，形成長1000km、寬數(shù)百千米的巨大熱水體。地壓水除了高壓、高溫的特點外，還溶有大量的碳氫化合物(如甲烷等)。所以，地壓型資源中的能量，實際上是由機械能(壓力)、熱能(溫度)和化學(xué)能(天然氣)3個部分組成的。7/28/202317宋長華(4)干熱巖型資源干熱巖型資源是比上述各種資源規(guī)模更為巨大的地?zé)豳Y源。它是指地下普遍存在的沒有水或蒸汽的熱巖石。從現(xiàn)階段來說，干熱巖型資源專指埋深較淺、溫度較高的有開發(fā)經(jīng)濟價值的熱巖石。提取干熱巖中的熱量，需要有特殊的辦法，技術(shù)難度大。7/28/202318宋長華(5)巖漿型資源巖漿型資源是指蘊藏在熔融狀和半熔融狀巖漿中的巨大能量，它的溫度高達600—1500℃左右。在一些多火山地區(qū)，這類資源可以在地表以下較淺的地層中找到，但多數(shù)則是埋在目前鉆探還比較困難的地層中。目前能為人類開發(fā)利用的．主要是地?zé)嵴羝偷責(zé)崴畠纱箢愘Y源，人類對這兩類資源已有較多的應(yīng)用；干熱巖和地壓兩大類資源尚處于試驗階段，開發(fā)利用少。7/28/202319宋長華3．地下熱水形成地下熱水的形成一般可分為深循環(huán)型和持殊熱源型兩種形成類型.(1)深循環(huán)型。一邊冷水下降，一邊熱水上升，這就構(gòu)成地下熱水的循環(huán)運動。形成過程圖深循環(huán)型地下熱水的形成、運動和儲存，與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。(2)特殊熱源型。數(shù)十億年來地殼巖層一直在經(jīng)歷著斷裂、擠壓、折曲及破碎等變化。每當(dāng)巖層破裂時，地球深部的巖漿就會通過裂縫向地表涌來。如果涌出地表，即成為火山爆發(fā)。如果停駐在地表下一定的深度，則成為巖漿侵入體。形成過程圖7/28/202320宋長華4．地?zé)崽镱愋偷責(zé)崽锓譃闊崴锖驼羝飪纱箢愋汀?1)熱水田。這種地?zé)崽镩_采出的介質(zhì)主要是液態(tài)水，溫度在60—120℃之間，多屬于深循環(huán)型熱水，但有時也可能是特殊熱源型熱水。熱水田是地?zé)崽镏幸环N較普遍的類型．既可直接用于供暖和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可用于減壓擴容法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。7/28/202321宋長華4．地?zé)崽镱愋?2)蒸汽田。當(dāng)儲水層的上方有一透水性很差的覆蓋巖層時，由于覆蓋層的隔水、隔熱作用，覆蓋層下面的儲水層在長期受熱的條件下，就成為聚集大量具有一定壓力和溫度的蒸汽和熱水的熱儲，即構(gòu)成為蒸汽田。蒸汽田模型圖.蒸汽田還可以按井口噴出介質(zhì)的狀態(tài)分為干蒸汽田和濕蒸汽田。蒸汽田特別適合于發(fā)電，是十分有開采價值的地?zé)崽铩?/28/202322宋長華5．地?zé)崴吞烊徽羝s質(zhì)通常熱水中合有較多的硫酸和銨、鐵、鋁等硫酸鹽;有時還有鹽酸、硅酸、偏硼酸等。在地?zé)崴驼羝械臍怏w成分，則有二氧化碳、硫化氫、甲烷、氨、氮、氫、乙烷等；在有的熱水中還臺有二氧化琉、鹽酸氣和氫氖酸氣等。除此之外，無淪熱水或蒸汽，都還常常挾帶有泥砂等固體異物。地?zé)崴吞烊徽羝械母鞣N雜質(zhì)，都會對地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)生影響.7/28/202323宋長華世界地?zé)豳Y源分布根據(jù)板塊學(xué)說，在各大板塊的交接處形成了有豐富地?zé)豳Y源的地?zé)釒?。從世界范圍來說，主要有如下4個地?zé)釒В?．環(huán)太平詳?shù)責(zé)釒?．大西洋洋中脊型地?zé)釒?．紅?！獊喍场獤|非裂谷型地?zé)釒?．地中海一喜馬拉雅縫合線型地?zé)釒?/28/202324宋長華中國地?zé)豳Y源通過對中國30個省、市、自治區(qū)的地?zé)豳Y源普查、勘探表明，中國地?zé)豳Y源豐富，分布廣泛。其中盆地型地?zé)豳Y源潛力在2000億噸標準煤當(dāng)量以上。全國已發(fā)現(xiàn)地?zé)狳c3200多處，打成的地?zé)峋?000多眼，其中具有高溫地?zé)岚l(fā)電潛力有255處，預(yù)計可獲發(fā)電裝機5800MW，現(xiàn)已利用的只有近30MW。7/28/202325宋長華中國地?zé)豳Y源1．高溫地?zé)豳Y源中國的高溫地?zé)豳Y源豐富，可用于地?zé)岚l(fā)電的合255處，總發(fā)電潛力為5800Mw。主要分布在西藏、滇西和中國臺灣地區(qū)。預(yù)計到20l0年，還可開發(fā)利用10余處新的高溫地?zé)豳Y源，發(fā)電潛力約為300MW。7/28/202326宋長華中國地?zé)豳Y源

2．中、低溫地?zé)豳Y源中國的中、低溫地?zé)豳Y源中可用于非電直接利用的有2900多處，其中盆地型潛在地?zé)豳Y源埋藏量約相當(dāng)于2000億t標準煤。主要分布在松遼盆地、華北盆地、江漢盆地、渭河盆地、太原盆地、臨汾盆地、運城盆地等眾多的山問盆地以及東南沿海的福建、廣東、贛南、湘南等地。目前的開發(fā)利用量還不到資源保有量的1‰。7/28/202327宋長華中國地?zé)豳Y源3、中國地?zé)豳Y源的分類（按地?zé)豳Y源成因）

(1)現(xiàn)代火火山型：在臺灣和云南

(2)巖漿型：在西藏

(3)斷裂型：如遼寧、山東、山西、陜西以及福建、廣東等地。

(4)斷陷、凹陷盆地型：如華北盆地、松遼盆地、江漢盆地等。7/28/202328宋長華地?zé)豳Y源溫度分級國際上的一般劃分方法為：150℃以上為高溫；90—150℃為中溫；如90℃以下為低溫。中國地?zé)峥辈閲覙藴?GBll615—1989)規(guī)定，地?zé)豳Y源按溫度分為高溫、中溫、低溫3級，按地?zé)崽镆?guī)模分為大、中、小3類。7/28/202329宋長華地球內(nèi)部溫度分布示意圖7/28/202330宋長華深循環(huán)水圖7/28/202331宋長華特殊熱源型地下熱水形成過程7/28/202332宋長華蒸汽田圖7/28/202333宋長華地?zé)岚l(fā)電原理和技術(shù)地?zé)崮艿睦每煞譃橹苯永煤偷責(zé)岚l(fā)電兩大方面.

一、地?zé)岚l(fā)電原理及分類(示意圖2)

原理:地?zé)岚l(fā)電是利用地廠熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術(shù)，它涉及地質(zhì)學(xué)、地球物理、地球化學(xué)、鉆探技術(shù)、材料科學(xué)和發(fā)電工程等多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。示意圖1分類:按照載熱體類型、溫度、壓力和其他特性的不同，可把地?zé)岚l(fā)電的方式劃分為地?zé)嵴羝l(fā)電和地下熱水發(fā)電兩大類.（外景圖）示意圖37/28/202334宋長華1、地?zé)嵴羝l(fā)電1．地?zé)嵴羝l(fā)電(1)背壓式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)。最簡單的地?zé)岣烧羝l(fā)電，是采用背壓式汽輪機地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)(如圖)工作原理：首先把干蒸汽從蒸汽井中引出，先加以凈化，經(jīng)過分離器分離出所含的固體雜質(zhì)，然后就可把蒸汽通入汽輪機做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。做功后的蒸汽，可直接排入大氣；也可用于工業(yè)生產(chǎn)中的加熱過程。應(yīng)用：這種系統(tǒng)大多用于地?zé)嵴羝胁荒Y(jié)氣體含量很高的場合，或者綜合利用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的場合.7/28/202335宋長華1、地?zé)嵴羝l(fā)電(2)凝汽式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)為提高地?zé)犭娬镜臋C組出力和發(fā)電效率，通常采用凝汽式汽輪機地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)(如圖)。在該系統(tǒng)中，由于蒸汽在汽輪機中能膨脹到很低的壓力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入混合式凝汽器，并在其中被循環(huán)水泵打入冷卻水所冷卻而凝結(jié)成水，然后排走。在凝汽器中，為保持很低的冷凝壓力，即真空狀態(tài)，設(shè)有兩臺帶有冷卻器的射汽抽氣器來抽氣，把由地?zé)嵴羝麕淼母鞣N不凝結(jié)氣體和外界漏入系統(tǒng)中的空氣從凝汽器中抽走。7/28/202336宋長華2．地下熱水發(fā)電兩種方式：閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)；雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)：直接利用地下熱水所產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機工作。也叫做減壓擴容法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。類型：可以分為：1）單級閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)(又包括濕蒸汽型和熱水型兩種)；2）兩級閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)；3）全流法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)；7/28/202337宋長華2．地下熱水發(fā)電（2）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)：利用地下熱水來加熱某種低沸點工質(zhì)，使其產(chǎn)生蒸汽進入汽輪機工作。（圖）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電也叫做低沸點工質(zhì)地?zé)岚l(fā)電或中間介質(zhì)法地?zé)岚l(fā)電，又叫做熱交換法地?zé)岚l(fā)電。在這種發(fā)電系統(tǒng)中，低沸點介質(zhì)常采用兩種流體；一種是采用地?zé)崃黧w作熱源；另一種是采用低沸點工質(zhì)流體作為一種工作介質(zhì)來完成將地下熱水的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。所謂雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)即是由此而得名。常用的低沸點工質(zhì)有氯乙烷、正丁烷、異丁烷、氟利昂—11、氟利昂—12等。7/28/202338宋長華雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)缺點優(yōu)點：利用低溫位熱能的熱效率較高：設(shè)備緊湊，汽輪機的尺寸小；易于適應(yīng)化學(xué)成分比較復(fù)雜的地下熱水。缺點：不像擴容法那樣可以方便地使用混合式蒸發(fā)器和冷凝器；大部分低沸點工質(zhì)傳熱性都比水差，采用此方式需有相當(dāng)大的金屬換熱面積；低沸點工質(zhì)價格較高，來源欠廣，有些低沸點工質(zhì)還有易燃、易爆、有毒、不穩(wěn)定、對金屬有腐蝕等特性。7/28/202339宋長華雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的分類單級雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)(如圖)；兩級雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)(如圖)；閃蒸與雙循環(huán)兩級串聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)(如圖)。經(jīng)濟性是考察地?zé)岚l(fā)電站設(shè)計和建設(shè)的最重要的綜合性指標。衡量地?zé)岚l(fā)電站經(jīng)濟性的指標，主要有兩個：1）一個是發(fā)電量(kWh／t熱水)，它表示地?zé)岚l(fā)電站發(fā)電效率的高低；2）一個是地?zé)岚l(fā)電站的投資費用(元/kw)，它表示電站建設(shè)費用的大小。7/28/202340宋長華地?zé)岚l(fā)電資源勘探與開采1．地?zé)峥碧剑?）勘探內(nèi)容主要有：載熱流體的類型，如蒸汽、熱水或汽水混合物等；地?zé)崽锏臒崃?shù)，包括地?zé)崽锏臒醿α?、地?zé)崴屠渌姆€(wěn)定流量、溫度及其晝夜、季節(jié)、年度變化數(shù)據(jù)等；地?zé)崴敵鲇嬎銋?shù)，包括鉆井井口的靜水壓力(水頭高度)、動水壓力、密封壓力等；地?zé)岚l(fā)電防腐蝕有關(guān)數(shù)據(jù)．如地?zé)崴幕瘜W(xué)成分等；地?zé)岚l(fā)電工程施工的有關(guān)數(shù)據(jù)，如地?zé)崴_采區(qū)的工程地質(zhì)條件(包括工程基礎(chǔ)砌置深度內(nèi)土層巖性、厚度、土壤的物理和力學(xué)性質(zhì))反地下水的水溫、水位、水量等。7/28/202341宋長華1．地?zé)峥碧剑?）地?zé)豳Y源的普查勘探方法地球物理方法：地球物理方法包括地表溫度測量、熱流測量以及電法、重力、磁力和地震勘探等方法。地球化學(xué)方法：它主要是分析熱泉或沸泉的化學(xué)成分，為確定是否勘探提供指導(dǎo)。從勘探到地?zé)崽镩_發(fā)，化學(xué)勘探都是了解地?zé)崽锏闹匾椒ā?/28/202342宋長華2．地?zé)衢_采概念：地?zé)豳Y源經(jīng)查明后，為確定地?zé)崽锏拈_發(fā)方案、必須進行鉆探。通過鉆探打成地?zé)峋?，取出地?zé)?，就叫做地?zé)衢_采。地?zé)岵⒌慕Y(jié)構(gòu)包括鉆孔直徑和套管兩大方面。(1)自流井。圖(2)非自流并。(3)中、高溫地?zé)峋?。圖7/28/202343宋長華地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)，涉及到地?zé)豳Y源的勘探與開采、冷卻水源的選擇、地?zé)崃黧w的輸送以及地?zé)岚l(fā)電沒備的選型與安裝及調(diào)試等一整套綜合工程技術(shù)。1、地?zé)岚l(fā)電設(shè)備汽輪發(fā)電機發(fā)電功率的計算。機組容量選擇。單機容量不宜過大。因為？汽輪機進口初壓。凝汽器抽氣器。7/28/202344宋長華2、冷卻水源及冷卻水塔選擇地?zé)犭娬九c火力發(fā)電廠一樣，通常以地表水作為冷卻水源來對汽輪機的排汽進行冷凝。為了維持較低的冷凝溫度，提高電站的出力，冷凝器冷卻水的溫升一般取得比較小。1）開式供水冷卻系統(tǒng)。水源充足的地方用2）循環(huán)供水冷卻系統(tǒng)。水源不足的地方用7/28/202345宋長華

3．地?zé)崃黧w輸送設(shè)計地?zé)崃黧w輸送系統(tǒng)，要事先了解地?zé)崃黧w的化學(xué)性質(zhì)、井口壓力變化對流量和氣水比的影響以及閉井時的最大井口壓力等。地?zé)崃黧w輸送系統(tǒng)一般由一條或幾條大口徑的主干管道和接自井口裝置的小口徑分支管道所組成。設(shè)計地?zé)崃黧w輸送系統(tǒng)要考慮的主要問題之一，是管徑的選擇，以使井口到管道交付端之間的壓降不至過大，避免過大的壓降使井口產(chǎn)量過低。7/28/202346宋長華4．低沸點工質(zhì)選擇在中間介質(zhì)法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)中，是由蒸汽或低沸點工質(zhì)蒸汽向地下水吸熱、對汽輪機作功、向冷卻水放熱等過程實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換的。（1）工質(zhì)概念：水和低沸點物質(zhì)在設(shè)備系統(tǒng)中起著傳送和轉(zhuǎn)換熱能的作用，把這些物質(zhì)稱工質(zhì)。（2）選擇工質(zhì)時應(yīng)注意考慮以下基本要求：發(fā)電性能好，即在相同條件下每噸熱水的實際發(fā)電量較大；傳熱性能好，即在相同條件下放熱系數(shù)較大；壓力水平適中，即在地下熱水溫度下相應(yīng)的飽和壓力不很高，在冷源溫度下不山現(xiàn)高度真空；來源豐富，價格較低；化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，腐蝕性和毒性小，不易燃易爆。7/28/202347宋長華5、地?zé)犭娬痉栏g（1）危害：（2）地?zé)崃黧w腐蝕的主要物質(zhì)有：氧(02)、氫離子(H+)、氯離子(Cl-)、硫化氫(H2S)、二氧化碳(C02)、氨(NH3)和硫酸鹽(sO42-)等。（3）防腐措施：整個系統(tǒng)采用耐腐蝕的金屬和非金屬材料。使系統(tǒng)盡量密封，以隔絕外界空氣的進入。也可在系統(tǒng)中加亞硫酸鹽等除氧劑除氧。在系統(tǒng)中安裝熱交換器，使地?zé)崴恢苯舆M入利用系統(tǒng)。對非傳熱的金屬表面涂敷防腐涂料。針對不同類型的局部腐蝕采取相應(yīng)的防腐蝕措施。7/28/202348宋長華

6．地?zé)犭娬痉澜Y(jié)垢（1）垢的類型：按化學(xué)成分，可將垢分為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、硅酸鹽垢和氧化鐵垢等種類，其物性指標是硬度和孔隙度。（2）防結(jié)垢方法：機械除垢：化學(xué)方法處理：在地?zé)崂孟到y(tǒng)前部增加閥門：物理方法除垢：根據(jù)熱力學(xué)原理計算與控制井口壓力。7/28/202349宋長華7．地?zé)犭娬净毓嗉夹g(shù)（1）意義：地?zé)崽锏拇罅块_采，必將會造成熱儲壽命縮短，地下水位下降，并導(dǎo)致地面沉降。如把地?zé)岚l(fā)電后的地?zé)釛壦毓嗟叵?，就可大大減輕這些弊端，并減輕地?zé)釛壦畬τ诃h(huán)境的污染。（2）方法：不同的地?zé)崽锊捎玫幕毓喾绞綍兴煌柟喾绞降倪x擇．取決于地質(zhì)、環(huán)境和經(jīng)濟等綜合因素，但一般來說邊對邊的、深一些的回灌井布局在多數(shù)情況下可較好地避免熱干擾。7/28/202350宋長華8．地?zé)犭娬疚菜C合利用地?zé)犭娬景l(fā)電后排出的尾水，溫度一般都在60~70℃左右或更高．適合于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生活上利用，或從中提取有用的化學(xué)元素等。如：廣東豐順鄧屋地?zé)嵩囼炿娬緦⑴懦龅臒崴c冷水混合，每小時約有300t水供給農(nóng)田灌溉；湖南灰湯地?zé)嵩囼炿娬緦⑴懦龅臒崴┊?dāng)?shù)丿燄B(yǎng)院和溫室利用；江西溫湯地?zé)嵩囼炿娬緦l(fā)電后排出的余熱水用于繁育水稻良種和治療皮膚病、關(guān)節(jié)炎等。7/28/202351宋長華9、地?zé)犭娬緦Νh(huán)境的影響地?zé)崮荛_發(fā)利用對環(huán)境的有害影響很小。地?zé)崮茏鳛樾履茉?，無論是用來發(fā)電，還是用于非電直接用熱，都能大幅度削減溫室氣體排放量，減輕環(huán)境污染。但地?zé)崮艿拈_發(fā)利用仍有少量有害物質(zhì)排放，造成大氣、地面和水泥的一定污染，必須加以重視。例如地下熱水和地?zé)嵴羝泻卸趸?、甲烷、氫、氮、氨、硫化氫等不凝結(jié)氣體可能造的空氣污染：廢水中硼、砷等有害物質(zhì)可能造成地表和水源的化學(xué)污染；地?zé)犭娬九懦龃罅慷葻崴赡茉斐傻臒嵛廴?；大量開采地下熱水可能引起的地變形、地面沉降和誘發(fā)地震等危害。7/28/202352宋長華10、地?zé)犭娬具\行(1)啟動和停機：快；操作方便(2)運行中應(yīng)注意的主要事項：1)背壓的異常變化。2)最佳蒸發(fā)工況。3)系統(tǒng)的密封性。4)腐蝕和結(jié)垢。7/28/202353宋長華地?zé)岚l(fā)電示意圖7/28/202354宋長華地?zé)岚l(fā)電示意圖27/28/202355宋長華背壓式汽輪機地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)7/28/202356宋長華凝氣式汽輪機地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)7/28/202357宋長華單級雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)7/28/202358宋長華兩級雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)7/28/202359宋長華閃蒸與雙循環(huán)兩級串聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)7/28/202360宋長華地?zé)嶙粤骶谘b置7/28/202361宋長華高溫地?zé)峋畧D7/28/202362宋長華地?zé)犭娬就饩皥D7/28/202363宋長華地?zé)岚l(fā)電示意圖37/28/202364宋長華海洋能7/28/202365宋長華中國規(guī)模最大的潮汐電站。位于浙江省溫嶺西部，樂清灣東北角。設(shè)計裝機容量為3000千瓦，年發(fā)電量1071萬千瓦時。第一臺500千瓦機組于1980年5月投入運行。到1987年裝機容量達3200千瓦，居世界第3位。7/28/202366宋長華從2003起，江廈潮汐試驗電站劃歸中國國電集團公司，由其子公司龍源電力集團公司領(lǐng)導(dǎo)。7/28/202367宋長華江廈潮汐電站設(shè)計裝機容量3900kW,現(xiàn)裝機3200kW,年發(fā)電量約1000萬kW·h,以35kV電壓向溫州電網(wǎng)供電。庫區(qū)圍墾土地5600畝，其中可耕地4500畝，種植水稻、柑橘等已初獲成功，并已試養(yǎng)牡蠣等海產(chǎn)。7/28/202368宋長華加拿大安納波利斯潮汐電站（AnnapolisExperimentalTidalPowerStation）座落在芬地灣口安納波利斯-羅亞爾。該地潮差為4.2～8.5米。電站采用全貫流水輪加拿大安納波利斯潮汐電站發(fā)電機組。全貫流式水輪機安裝在水平的水流通道中，發(fā)電機轉(zhuǎn)子固定在水輪機槳葉周邊組成旋轉(zhuǎn)體，定子安裝在水輪機轉(zhuǎn)輪外邊，構(gòu)成沒有傳動軸的直接耦合機組。7/28/202369宋長華法國朗斯潮汐電站建于法國朗斯河口，該站址潮差最大13.4米，平均8米。單庫面積最高海平面時為22平方公里，平均海平面時為12平方公里。大壩高12米，寬25米?？傞L度750米。壩上有公路溝通朗斯河兩岸。1966年投入運行，是第一個商業(yè)化電站。該電站裝機24臺，每合1萬千瓦，共24萬千瓦。7/28/202370宋長華海洋能的利用概述特點分類存在問題經(jīng)濟效益7/28/202371宋長華（1）海洋能資源開發(fā)利用的規(guī)模與我國豐富的海洋能資源及經(jīng)濟發(fā)展的要求極不適應(yīng)（2）海洋能資源勘查和科技研究力量不夠（3）沒有把海洋能資源的綜合開發(fā)利用放到應(yīng)有地位

（4）國家對海洋能資源開發(fā)利用的投入少、政策措施不力我國海洋能資源開發(fā)利用中存在的問題

7/28/202372宋長華蘇格蘭海浪發(fā)電裝置-陸上型海潮能源轉(zhuǎn)換器海浪發(fā)電裝置-陸上型7/28/202373宋長華海浪發(fā)電裝置-海上型退潮漲潮7/28/202374宋長華海洋能有什么特點1.海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。2.海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。3.海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律，編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預(yù)報，預(yù)測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報表安排發(fā)電運行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。4.海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開發(fā)后，其本身對環(huán)境污染影響很小。7/28/202375宋長華海浪能海洋溫差能海流能鹽差能目前正在研究中潮汐能7/28/202376宋長華月亮的禮物——潮汐能

1.定義：月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動所產(chǎn)生的能量，稱為潮汐能。世界上潮汐能最大的地方是加拿大的芬地灣，那里的海潮最高時達到18米，相于6層樓房的高度?！奥曭?qū)千騎疾，氣卷萬山來”的我國錢塘江潮，最大潮差達8.9米，可稱為天下一絕。7/28/202377宋長華2.特點：潮水來去有規(guī)律，不受洪水或枯水的影響；以河口或海灣為天然水庫，不會淹沒大量土地；不污染環(huán)境；不消耗燃料等。但潮汐電站也有工程艱巨、造價高、海水對水下設(shè)備有腐蝕作用等缺點。但綜合經(jīng)濟比較結(jié)果，潮汐發(fā)電成本低于火電。3.主要分布：據(jù)初步估計，全世界潮汐能約有10億多千瓦，每年可發(fā)電2～3萬億千瓦時。我國的潮汐能量也相當(dāng)可觀，蘊藏量為1.1億千瓦，可開發(fā)利用量約2100萬千瓦，每年可發(fā)電580億度。浙江、福建兩省岸線曲折，潮差較大，那里的潮汐能占全國沿海的80%。浙江省的潮汐能蘊藏量尤其豐富，約有1000萬千瓦，錢塘江口潮差達8.9米，是建設(shè)潮汐電站最理想的河口。7/28/202378宋長華4.應(yīng)用現(xiàn)狀：潮汐作為一種自然現(xiàn)象，不但為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便，更值得指出的是，它還可以轉(zhuǎn)變成電能，是巨大的能源。

國際上：自1967年法國建成24萬千瓦的朗斯潮汐電站后，許多沿海國家都提出了開發(fā)潮汐電站的各種方案。截止20世紀90年代初，世界上完成規(guī)劃或設(shè)計論證以及建議的潮汐電站壩址已達139處。有專家預(yù)言，21世紀初世界上將有100萬千瓦級的大型潮汐電站建成。國內(nèi)：中國海洋科技工作者對潮汐發(fā)電研究、試驗起步甚早。在1958年全民大辦電力之時，我國就曾出現(xiàn)過利用潮汐能辦電站的高潮，沿海諸省市興建了42個小型的潮汐電站。70年代初再度出現(xiàn)潮汐辦電熱潮，10年間又建成潮汐電站十幾座，其中最大的兩座是江廈潮汐試驗電站和白沙口潮汐電站。到目前為止，仍在使用的潮汐電站共有8座，：浙江樂清灣的江廈潮汐試驗電站、海山潮汐電站、沙山潮汐電站，山東乳山縣的白沙口潮汐電站，浙江象山縣岳浦潮汐電站，江蘇太倉縣瀏河潮汐電站，廣西飲州灣果子山潮汐電站，福建平潭縣幸福洋潮汐電站等。7/28/202379宋長華法國郎斯電站江廈潮汐試驗電站7/28/202380宋長華全球海洋中所蘊藏的潮汐能約有27億kW，可供開發(fā)的約占2％，即約5400萬kW全球電力市場到2000年已達8000億美元并繼續(xù)呈上升趨勢。但是，仍有2億人的用電需求得不到滿足，發(fā)展中國家的用電量以每8年翻一番的速度在增長。在滿足用電需求的同時，降低石油等非再生資源的消耗，減少環(huán)境污染，開發(fā)新型環(huán)保電站迫在眉睫。潮汐能是一種不會給地球上未來人類帶來污染和災(zāi)難的能源。前蘇聯(lián)的伯恩斯坦也指出利用這種晝夜間斷斷續(xù)續(xù)、一個月內(nèi)波動起伏的潮汐能發(fā)電可以獲得能量。在有條件利用潮汐能的沿海國家和地區(qū)，建設(shè)潮汐電站不失為緩解能源危機的一種方案。

5.前景預(yù)測7/28/202381宋長華漲潮時退潮時潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。差別在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點。潮水的流動與河水的流動不同，它是不斷變換方向的。7/28/202382宋長華海浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能，是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動能的形式由短周期波儲存的機械能?！盁o風(fēng)三尺浪”是奔騰不息的大海的真實寫照。海浪有驚人的力量，5米高的海浪，每平方米壓力就有10噸。大浪能把13噸重的巖石拋至20米高處，能翻轉(zhuǎn)1700噸重的巖石，甚至能把上萬噸的巨輪推上岸去。海浪蘊藏的總能量是大得驚人的。據(jù)估計地球上海浪中蘊藏著的能量相當(dāng)于90萬億千瓦時的電能。海浪能7/28/202383宋長華海浪能的利用現(xiàn)狀

波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。我國沿岸波浪理論平均功率約1285萬千瓦。其中，臺灣省沿岸最多，占全國總量的1/3;其次是浙江，廣東和山東省沿岸，站全國總量的55%。廣西省沿岸最少。

到目前為止，世界上已有日本、英國、愛爾蘭、挪威、西班牙、瑞典、丹麥、印度、美國等國家相繼在海上建立了波浪發(fā)電裝置。

波浪能是可再生能源中最不穩(wěn)定的能源，波浪不能定期生產(chǎn)，且具有能量強但速度慢和周期變化的特點。現(xiàn)有的有關(guān)波浪發(fā)電技術(shù)的不足在于，采能的效率低，被轉(zhuǎn)換的二次能不穩(wěn)定，以及對海域環(huán)境的適應(yīng)性差。7/28/202384宋長華海浪是由海面上的風(fēng)引起的，起伏的海浪沖擊渦輪機發(fā)電。航標的工作原理就是利用波浪上下垂直運動,推動渦輪機發(fā)電．目前,各國多數(shù)是研制用于航標燈、浮標等電源使用的小型波力發(fā)電機...

7/28/202385宋長華海流能定義：海流能是指海水流動的動能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動所產(chǎn)生的能量，是另一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。

7/28/202386宋長華溫差能利用的最大困難是溫差大小，能量密度低，其效率僅有3%左右，而且換熱面積大，建設(shè)費用高，目前各國仍在積極探索中。我國溫差能資源蘊藏量大，在各類海洋能資源中居首位。主要分布在南海和臺灣以東海域。尤其南海中部的西沙群島海域和臺灣以東海域，具有日照強烈，溫差大且穩(wěn)定，全年可開發(fā)利用，冷水層與岸距離小，近岸海底地形陡峻等特點，開發(fā)利用條件良好，可作為我國溫差能資源開發(fā)利用的先期開發(fā)區(qū)。7/28/202387宋長華海洋溫差發(fā)電廠圖片來源：.tw/cool/hcl123/海上型發(fā)電廠溫水入口溫水出口冷水入口冷水出口7/28/202388宋長華海流能發(fā)電原理170m110m2.3m/s8.3萬千瓦美國-科裏奧利斯7/28/202389宋長華海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似。全世界海流能的理論估算值約為10^8kW量級。利用中國沿海130個水道、航門的各種觀測及分析資料，計算統(tǒng)計獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4X10^7kW，屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一，其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度為15～30kW／m^2，具有良好的開發(fā)值。特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道，平均功率密度在20kW／m2以上，開發(fā)環(huán)境和條件很好。7/28/202390宋長華溫差能定義：海水溫差能是指涵養(yǎng)表層海水和深層海水之間水溫差的熱能，是海洋能的一種重要形式。低緯度的海面水溫較高，與深層冷水存在溫度差，而儲存著溫差熱能，其能量與溫差的大小和水量成正比。中國造出新型水下機器人系統(tǒng)靠水體溫差能驅(qū)動7/28/202391宋長華臺灣紅柴海水溫差發(fā)電站溫差能的主要利用方式為發(fā)電。首次提出利用海水溫差發(fā)電設(shè)想的是法國物理學(xué)家阿松瓦爾，1926年，阿松瓦爾的學(xué)生克勞德試驗成功海水溫差發(fā)電。1930年，克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站，獲得了10kW的功率。除了發(fā)電之外，海洋溫差能利用裝置還可以同時獲得淡水，深層海水，進行空調(diào)并可以與深海采礦系統(tǒng)中的廠礦系統(tǒng)相結(jié)合?？傊?，溫差能的開發(fā)應(yīng)以綜合利用為主。7/28/202392宋長華鹽差能定義：鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同海水之間的化學(xué)電位差能，是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。主要存在與河海交接處。同時，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。7/28/202393宋長華據(jù)估計，世界各河口區(qū)的鹽差能達30TW，可能利用的有2.6TW。我國的鹽差能估計為1.1×10^8kw，主要集中在各大江河的出海處，同時，我國青海省等地還有不少內(nèi)陸鹽湖可以利用。鹽差能的研究以美國、以色列的研究為先，中國、瑞典和日本等也開展了一些研究。但總體上，對鹽差能這種新能源的研究還處于實驗室實驗水平，離示范應(yīng)用還有較長的距離。7/28/202394宋長華

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。1.海洋能是什么？？自20世紀70年代西方發(fā)生石油危機以來，世界上掀起了一股尋求替代能源、開發(fā)利用可再生能源的熱潮。特別是1992年聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展大會以后，為了保護日益惡化的人類生存環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)可再生能源已成為世界各國的共識，并形成國際大氣候。7/28/202395宋長華4.發(fā)展概況

海洋能利用最早是從利用潮汐能開始的11世紀就出現(xiàn)了潮汐磨坊。1966年法國建成朗斯潮汐電站裝機容量24萬千瓦，是目前世界上規(guī)模最大的潮汐能發(fā)電站.1981年中國江廈潮汐試驗電站第一臺500千瓦機組正式投產(chǎn)。世界第一個波能轉(zhuǎn)換裝置的專利是法國于1779年取得的。1965年，日本研制用于航標燈的波力發(fā)電裝置獲得成功。現(xiàn)在日本、英國、挪威和中國等國家正在進行多種波力發(fā)電試驗研究，其中較大型的是日本等5國在日本海試驗的“海明號”波力發(fā)電船,第一期試驗?zāi)臧l(fā)電量19萬度,并初步成功地把電力輸送到了岸上。日本還建立了岸式波力發(fā)電試驗站。中國研制出采用對稱翼型空氣渦輪機的新型波力發(fā)電裝置，裝在南海海域航標燈浮上試用。1881年法國人首先提出海水溫差能利用的原理。20世紀70年代以來，美國用在研究海洋熱能轉(zhuǎn)換的經(jīng)費在世界上占居首位。1979年，美國在夏威夷島海域駁船上進行了50千瓦裝機容量海水溫差發(fā)電試驗。其后，日本在瑙魯島建立岸式試驗性海水溫差電站，裝機容量100千瓦。7/28/202396宋長華3.海洋能源資源的利用現(xiàn)狀由于海洋能的開發(fā)利用不污染環(huán)境、不占用陸地、且取之不盡、用之不竭，從70年代石油危機以來受到許多海洋國家的高度重視，紛紛把尋找新能源的希望轉(zhuǎn)向海洋。目前，潮汐能、波浪能開發(fā)利用技術(shù)趨于成熟，已達到或接近商業(yè)化應(yīng)用階段，而被國際社會公認為最具開發(fā)潛力的海洋熱能轉(zhuǎn)換(OTEC)技術(shù)，近20年來也取得了實質(zhì)性進展。預(yù)計到21世紀初期，海洋能的開發(fā)利用可望獲得重大發(fā)展，并形成新興的海洋能源產(chǎn)業(yè)。在我國，近30多年來在海洋能的開發(fā)利用方面取得了較大的發(fā)展，但由于經(jīng)濟實力和科技投入的不足，與世界先進水平相比，仍有很大差距。7/28/202397宋長華世界海洋能資源蘊藏量：據(jù)估算，全世界的海洋能貯量極其巨大，其中潮汐能約27億kw，波浪能約25億kw，海流能約50億kw，溫差能約20億kw，鹽差能約26億kw全國海洋能資源蘊藏量：潮汐能可開發(fā)資源量：2197萬kw；年發(fā)電量624億kw小時。波浪能理論蘊藏量：全國沿岸波浪能資源理論平均功率為1285萬kw

；全國各海域波浪能資源理論總功率為50*1010kw

。海流能（潮流能）理論蘊藏量：理論平均功率為1399.85萬kw

。溫差能可開發(fā)資源量：132780.0萬kw

。鹽差能理論蘊藏量：1.25億kw

。

2.海洋能源資源的蘊藏量7/28/202398宋長華海洋能利用的經(jīng)濟效益

海洋能的利用目前還很昂貴。以法國的朗斯潮汐電站為例，其單位千瓦裝機投資合1500美元（1980年價格），高出常規(guī)火電站。但在海洋能利用的過程中，還能獲得其他綜合效益。如潮汐電站的水庫能兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖、交通運輸；海洋熱能轉(zhuǎn)換裝置獲得的富含營養(yǎng)鹽深層海水，可用于發(fā)展?jié)O業(yè)；開路循環(huán)系統(tǒng)能淡化海水和提取含有用元素的鹵水；大型波力發(fā)電裝置可同時起到消波防浪，保護海港、海岸、海上建筑物和水產(chǎn)養(yǎng)殖場等的效果。目前在嚴重缺乏能源的沿海地區(qū)（包括島嶼），把海洋能作為一種補充能源加以利用還是可取的。7/28/202399宋長華天然氣水合物

——未來潔凈的新能源7/28/2023100宋長華321下一頁

青海發(fā)現(xiàn)可燃冰夠全國用90年意義堪比大慶油田7/28/2023101宋長華什么是可燃冰可燃冰，是由水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精。由于含有大量甲烷等可燃氣體，因此極易燃燒。迄今為止，在世界各地的海洋及大陸地層中，已探明的“可燃冰”儲量已相當(dāng)于全球傳統(tǒng)化石能源(煤、石油、天然氣、油頁巖等)儲量的2倍以上。同等條件下，可燃冰燃燒產(chǎn)生的能量比煤、石油、天然氣要多出數(shù)十倍！并且可燃冰具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點。

剛從液氮罐中取出的含有“可燃冰”的巖芯樣品。7/28/2023102宋長華冰可以燃燒嗎?7/28/2023103宋長華7/28/2023104宋長華偶然的發(fā)現(xiàn)30年代，為了輸送天然氣，鋪設(shè)了輸氣管道一些輸氣管道經(jīng)常奇怪的被冰塊堵塞7/28/2023105宋長華->可燃冰!!對這些冰塊結(jié)構(gòu)和成份分析后發(fā)現(xiàn)，這是天然氣和水的結(jié)合物，可以燃燒!?7/28/2023106宋長華7/28/2023107宋長華7/28/2023108宋長華7/28/2023109宋長華7/28/2023110宋長華

1927年在克里米亞大地震期間，黑海海面燃起一場熊熊大火。起初人們以為是硫化氫釀成了這場火災(zāi)，后來認定，硫化氫在水中的含量太少，不具備那么強的爆炸力。引起這場火災(zāi)的，原來是一種叫做水化甲烷的天然氣水合物。->可燃冰!!7/28/2023111宋長華何為“天然氣水合物”？天然氣水合物，也稱氣體水合物，是由天然氣與水分子在高壓（>100大氣壓或>10MPa）和低溫（0～10℃）條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。因天然氣中80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫天然氣水合物為甲烷水合物。天然氣水合物多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以象酒精塊一樣被點燃，故也有人叫它“可燃冰”。7/28/2023112宋長華化學(xué)成份(CH4·H2O)高度壓縮的固態(tài)天然氣外表上看它像冰霜甲烷占80％-99.9％7/28/2023113宋長華＋1m3

水合物0.8m3水164m3

天然氣7/28/2023114宋長華形成原因海洋生物和微生物死后，尸沉海底海底水溫較低，壓力大，經(jīng)過細菌分解成為甲烷、乙烷等可燃氣體進入海底的沉積巖，與水結(jié)合成可燃冰。7/28/2023115宋長華形成的基本條件首先溫度不能太高（海底的溫度是2℃至4℃，適合甲烷水合物的形成，高于20℃就分解）；第二壓力要足夠大，但不需太大（0℃時，30個大氣壓以上就可生成）；第三，地底要有氣源。

7/28/2023116宋長華最有可能形成甲烷水合物的區(qū)域是：（1）高緯度的凍土層如美國的阿拉斯加、俄羅斯的西伯利亞都已有發(fā)現(xiàn)，而且俄國已開采近20年。（2）海底大陸架斜坡如美國和日本的近海海域，加勒比海沿岸及我國南海和東海海底均有儲藏，估計我國黃海海域和青藏高原的凍土帶也有儲藏。估計全世界甲烷水合物的儲量達1.87×1017m3（按甲烷計），是目前煤、石油和天然氣儲量的二倍，其中，海底的甲烷水合物儲量占99％。7/28/2023117宋長華7/28/2023118宋長華天然氣水合物—未來的替代能源★估計全球儲量：海域：1610千億噸(數(shù)百年)；凍土地區(qū)：5.3千億噸。7/28/2023119宋長華7/28/2023120宋長華我國天然氣水合物成藏遠景區(qū)根據(jù)前期勘探和歷史勘探資料初步分析，我國天然氣水合物成藏遠景區(qū)：南海海區(qū)、青藏高原凍土區(qū)、東海部分海域。據(jù)推測，我國南海資源量可達700億噸。7/28/2023121宋長華天然氣水合物開發(fā)的利與弊

驚人容量！世界上可燃冰的總資源量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣的2倍?？蓾M足人類

1000年的需求。7/28/2023122宋長華作為燃料的好處藏量大，足夠應(yīng)付將來的需要甲烷占80％

-99.9％可直接點燃，不產(chǎn)生任何殘渣不會產(chǎn)生硫磺氧化物->廿一世紀的理想燃料?7/28/2023123宋長華“誰掌握天然氣水合物的開采技術(shù)，誰就可以執(zhí)21世紀世界能源之牛耳”天然氣水合物作為21世紀的替代能源是世界能源發(fā)展的大趨勢。這不僅具有經(jīng)濟意義，而且具有政治意義。美國伍茲霍爾海洋研究所的一名科學(xué)家認為，天然氣水合物的開發(fā)利用可能改變世界能源結(jié)構(gòu)和對中東石油的重要性產(chǎn)生極大的影響。日本和印度在其領(lǐng)海中發(fā)現(xiàn)大量的天然氣水合物的礦藏，具有重大的地緣政治意義。這兩個國家已在大張旗鼓地研究開發(fā)和利用天然氣水合物。7/28/2023124宋長華

開發(fā)天然氣水合物并不困難，在西伯利亞氣田中開采甲烷表明，目前的開發(fā)技術(shù)是可行的，但是從天然氣水合物中開發(fā)大量的甲烷將對環(huán)境帶來什么樣的影響，已引起很多國家的政府和科學(xué)家的關(guān)注，關(guān)注的焦點集中在地質(zhì)災(zāi)害和對氣候的影響。7/28/2023125宋長華地質(zhì)災(zāi)害海底滑坡海底滑坡通常認為是由地震、火山噴發(fā)、風(fēng)暴波和沉積物快速堆積等事件或因坡體過度傾斜而引起的。然而，近年來研究者不斷發(fā)現(xiàn)，因海底天然氣水合物分解而導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性降低是海底滑坡產(chǎn)生的另一個重要原因。天然氣水合物以固態(tài)膠結(jié)物形式賦存于巖石孔隙中，天然氣水合物的分解會使海底巖石強度降低；另一方面因天然氣水合物分解而釋放巖石的孔隙空間，會使巖石中孔隙流體（主要是孔隙水）增加和巖石的內(nèi)摩擦力降低，在地震波、風(fēng)暴波或人為擾動下孔隙流體壓力急劇增加，巖石強度降低，以至于在海底天然氣水合物穩(wěn)定帶內(nèi)的巖層中形成統(tǒng)一的破裂面而引起海底滑坡或泥石流。7/28/2023126宋長華

如果在開采過中向海洋排放大量甲烷氣體將會破壞海洋中的生態(tài)平衡。在海水中甲烷氣體常常發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

CH4+2O2=CO2+2H2O

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

這些化學(xué)反應(yīng)會使海水中O2含量降低，一些喜氧生物群落會萎縮，甚至出現(xiàn)物種滅絕；另一方面會使海水中的CO2含量增加，造成生物礁退化，海洋生態(tài)平衡遭到破壞。海洋生態(tài)環(huán)境的破壞7/28/2023127宋長華地質(zhì)災(zāi)害：

（1）自二十世紀70年代起在世界各大洋中發(fā)現(xiàn)數(shù)處由天然氣水合物分解造成的海底地質(zhì)災(zāi)害（海底滑塌、滑坡和濁流）。目前較為一致的認識是，這些海底地質(zhì)災(zāi)害可能是由海平面升降、地震和海嘯導(dǎo)致的水合物分解而引起的，而水合物分解產(chǎn)生的滑塌、滑坡和濁流則可能進一步引發(fā)新的地震和海嘯。（2）水合物分解引起的地質(zhì)災(zāi)害還會導(dǎo)致海底生態(tài)環(huán)境惡化而殃及海洋生物。（3）在里海和巴拿馬北部近海還發(fā)現(xiàn)水合物分解產(chǎn)生的海底泥火山。（4）全球凍土層退化（如我國的青藏高原凍土層），存在天然氣水合物大量釋放的危險。（5）在高緯度永凍土帶及極地地區(qū)，油井、油氣管道等生產(chǎn)設(shè)施中水合物的形成會造成管路堵塞，而產(chǎn)生事故或災(zāi)害。7/28/2023128宋長華氣候

CH4的溫室效應(yīng)比C02要大21倍。在自然界，壓力和溫度的微小變化都會引起天然氣水合物