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水上人家

上善若水,水善利万物而不争。从事和水亲近的工作50多年,人生也似洪流浮生。

 
 
 

日志

 
 

【转载】“100升可燃冰能让汽车跑5万公里!”专家:你可别扯了  

2017-06-03 17:00:05|  分类: 科学技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2017-05-24 吕浩然 无所不能



导语:

最近,天然气水合物(俗称“可燃冰”)占据了各大新闻媒体的头条。国土资源部中国地质调查局18日在南海宣布,我国成功在南海完成了可燃冰的试验开采工作,并直接成为了全世界实现海域天然气勘探开发的第一个国家。央视在随后的新闻报道中称:“100升可燃冰能让汽车跑5万公里!”一时间引发如潮般好评。


但是,仅仅一天后,这一说法却遭到各方质疑。可燃冰的能量到底有多少,从专业的角度如何看待此次试采成功,能源领域专家、南方科技大学讲座教授、澳大利亚国家工程院外籍院士刘科就此进行了解读。


【无所不能 文丨吕浩然】2007年,中国南海神狐海域首次成功钻探获得天然气水合物(俗称“可燃冰”)实物样品,如今10年过去了,就在同一海域,中国实现了可燃冰试采成功。这一历史性突破来之不易,5月18日,中共中央、国务院向国土资源部、中国地质调查局以及参加海域天然气水合物试采任务的相关单位和人员发来贺电。


然而,在当天的央视报道中,“可燃冰”就像《变形金刚》中机器人们所争夺的“能量块”那般神奇:其体积虽然小,但蕴含的能量却不可估量——1立方米“可燃冰”可以分解释放出160立方米以上的天然气,“100升可燃冰能让汽车跑5万公里”。不仅如此,可燃冰试采成功的意义也是巨大的——“它将会是继美国页岩气革命之后的、我国引领的天然气水合物革命,将会推动整个世界能源利用格局的改变”。



央视称100升可燃冰能让汽车跑5万公里


在一片欢呼和赞誉声中,也有不少业内专家表示该报道有“误导”的嫌疑。昨天,我们联系到了南方科技大学讲座教授刘科,就可燃冰的开发和利用等问题征求了他的看法。


我们:央视报道中提到的“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!”,可燃冰在现实中是否能够达到这样的表现? 


刘科:首先,5万公里肯定是达不到。100升可燃冰中天然气的含量不足20kg,我们以燃烧产生的热值来计算:按常规计算,100升可燃冰可以产生100*164升,也就是16.4立方米的天然气,热值为16.4*8588(纯甲烷热值,单位为千卡/立方米,kcal/m3 )=140843千卡,换算成汽油应为140843/7978(汽油热值,单位为千卡/升,kcal/L)=17.7升。即每100升可燃冰含的能量不到18升汽油的能量。 按目前小型最省油的汽油车百公里油耗5升计算(20公里每升),可以跑不到360公里,这还是按相对保守的方式计算的,实际可能比这个数字还要低。尽管如此,仍与报道中提到的5万公里相差甚远。


此外,新闻中还提到的“可燃冰的能量密度比煤、石油高出近10倍”也不准确。无论是按单位重量还是按单位体积来算,可燃冰的能量高出近10倍的说法皆不准确,上面提到的计算可以看出100升可燃冰仅相当于17.7升汽油。所以,这样的论述存在误导的性质。


我们此次可燃冰试采所取得的“目前我国实现了日均稳定产气超过一万方(最高日产达3.5万方),而且已经持续超过一周连续产气”成绩,究竟应该如何评价?


刘科:就目前“日均产气一万方”的产量来看,应该说还处在一个实验阶段,仅可以证明可燃冰能够开采,但距离大规模商业化开采还有很长的一段路。相较于已有的一些石油、天然气等矿井,这个产量很小,只是试验证明可以开采出来,证明技术上的可行性,值得祝贺; 但最需要看开采的成本目前有无竞争力, 这是关键。然而,以今天的天然气价格,可燃冰成本没有竞争力,只能作为储备技术等天然气价格上去后再开采。


另一方面,虽然我国已经勘探的可燃冰总储量巨大,但是可开采的储量以及可经济性开采的储量却并不确定,而经济性开采的储量才是真正有意义的数字。西方国家,包括美国、日本等国都发现了可燃冰,但都没有达到经济性开采的规模,到目前为止也没有进行大规模的生产。


我们开采可燃冰的意义何在?是否会对我国的能源结构升级起到积极作用,甚至如新闻中所说“会推动整个世界能源利用格局的改变”?


刘科:首先应肯定可燃冰(天然气)的污染要比传统的煤炭等要低,但从经济性上考虑,开采可燃冰的成本却要更高。可燃冰是一种存在于海底的固体天然气水合物,是在一定的压力和温度下形成的。在开采的过程中需要防止大量不溶于水的甲烷释放到环境中,因甲烷是可燃的温室气体,大量释放会对环境造成影响。


天然气气田在有气的地方钻井之后就会因为压力差自动喷出来。但是,可燃冰是种蕴藏在海底或冰山下的固体,并不能采用自喷的方式开采,而需要采用其它成本更高的方式让天然气从固体的可燃冰释放出来,这需要能量的加持,因此成本较高。


反观其它能源,美国页岩气技术的革命使得开采天然气的成本骤降,北美的天然气价格较十几年前下降了近80%,目前已经探明的储量也足够使用150年。在能源储量充足,且其它能源成本皆降低的背景下,目前开采成本比较高的可燃冰是否应该大规模商业化开采,这本身就存在疑问。



开采可燃冰的技术究竟会发展到什么程度,开采的成本究竟能降到多少,这些都未可知。在相对便宜的天然气没有用完之前,是否需要用到可燃冰?短期之内,可燃冰的经济效益仍值得探讨,决策者也需要谨慎权衡。并不是有储量就需要开采,能源是全球化的产品,中国现阶段应走“哪便宜我就用哪”的道路。把我们宝贵的资源留给子孙后代,等全球其它地方便宜的资源用完后我们再开采高成本的能源。


可能会有人从能源安全的角度去考量,甚至表示,为了保证能源安全,可以不计成本去开发。然而,能源安全实际上应由国家综合军事实力来保证,不计成本的野蛮开采并不是真正的方法,这种观点是站不住脚的。


因此,不应过度解读开采可燃冰的意义,而应全方位综合的考量。


刘科


纽约市立大学化学工程博士,全球知名能源专家,拥有MBA学位。曾在埃克森-美孚,联合技术公司(UTC)和GE等著名跨国公司供职多年。2010年回国后任北京低碳清洁能源研究所(National Inst. of Clean & low-carbon Energy)副所长及CTO;中国国家千人计划化学化工专委会主任,国家特聘专家,千人计划专家;2015年当选澳大利亚国家工程院外籍院士。现任南方科技大学清洁能源研究院院长,讲座教授。




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