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日本在加拿大西北部北極永凍土層進行實驗,
結果成功地從俗稱「甲烷冰」、可作燃料的甲烷水合物(methane hydrate)中採得工業級數量的天然氣
日本將此種技術運用於本國,將可大幅降低能源成本,但環保人士憂心,燃燒甲烷排放的二氧化碳會加深溫室效應。
倫敦泰晤士報報導,這家由日本政府資助的鑽探公司一連六天,從北極永凍土層取出大量甲烷。
對於99.7%的能源仰賴進口的日本而言,此舉將重塑該國經濟,以及日本與其他國家間的經貿關係,因為日本沿岸蘊藏有大量甲烷冰。
日本深知甲烷價值高,不惜重金研究相關技術。
獨立行政法人「石油天然氣金屬礦物資源機構」(JOGMEC)費時超過一年,
以加拿大西北部凍土地帶開採的甲烷冰做實驗。JOG-MEC表示,
類似實驗明年初將在日本沿岸海面下甲烷冰礦藏地區進行,並在數年內開始商業生產。
日本一直以為其國土沒有任何能源礦藏,
但最近幾年,該國沿岸的大陸棚也發現大量的甲烷冰,蘊藏量之大居全球前三名,可使用100年。
日本經濟產業省於 2007年宣稱,該國東部海岸甲烷冰蘊藏量超過1.1兆立方公尺,相當於日本14年的天然氣用量。
學術研究更估計,日本周圍的甲烷冰含量達7.4兆立方公尺。
這次開採成果令日本政府大感興奮,計畫制訂於海床開採甲烷冰的方針,並訂立技術授權規範,
讓中國大陸、南韓等有甲烷冰礦藏的國家也能取得開採技術,以開發這種燃料。
然而,環保人士對於日本大量開採甲烷冰感到驚恐不已。
甲烷是一種「溫室氣體」,不但燃燒後產生二氧化碳,其本身造成地球暖化的能力更勝過二氧化碳。
專家亦擔心,開採甲烷的過程將造成海洋生態的浩劫。
對於燃料幾近完全依賴進口的日本政府而言,甲烷冰蘊藏足以供應工業用途,且降低對外國能源的依賴。
日方始終擔心,印尼、澳洲等能源供應國一旦削減出口額度或抬高售價,可能重創日本經濟。
因此,日本對於全球各種能源鑽探計畫興致勃勃,並出錢出力。
日方曾有意參與庫頁島和伊朗的石油鑽探計畫,卻因政治及外交力量介入而不了了之。
何謂甲烷冰?
成分:
甲烷氣水包合物(Methane clathrate),也稱作甲烷水合物、甲烷冰或可燃冰
為固態形式的水於晶格(水合物)中包含大量的甲烷。
最初人們認為只有在太陽系外圍那些低溫、常 出現冰的區域才可能出現
但後來發現在地球上許多海洋洋底的沉積物底下也含有大批的蘊藏量。
甲烷氣水包合物在海洋淺水生態圈中是常見的成分,
他們通常出現在深層的沉澱物結構中,或是在海床處露出。
甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移,以及沉澱、結晶等作用,
於上昇的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在 高壓下,甲烷氣水包合物在 18 °C 的溫度下仍能維持穩定。
一般的甲烷氣水化合物組成為 1 莫爾的甲烷及每 5.75 莫爾的水
然而這個比例取決於多少的甲烷分子「嵌入」水晶格各種不同的包覆結構中。
據觀測的密度大約在 0.9 g/cm³。一公升的甲烷氣水包合物固體
平均來講,包含 168 公升的甲烷氣體(在標準溫度/壓力(STP)下)。
甲烷形成一種結構一型水合 物,
其每單位晶胞內有兩個十二面體(20 個端點因此有 20 個水分子)和六個四面體(tetrakaidecahedral)(24 個水分子)的水籠結構。
其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 來求得。
甲烷氣水包合物頻譜於 275 K 和 3.1 MPa 下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。
商業應用方式/用途:
沉澱物生成的 甲烷水合物含量可能還包含了 2 至 10 倍的目前已知的傳統天然氣量。
這代表它是未來很有潛力的重要礦物燃料來源。
然而,在大多數的礦床地點很可能都過於分散而不利於經濟開採。
另外面臨經 濟開採的問題還有:偵測可採行的儲藏區、以及從水合物礦床開採甲烷氣體的技術開發。
在日本,已進行一項研發計劃,預計要在2016年進行商業規模的開採 ]。
2006 年八月,中國大陸宣佈計劃,耗資 8000 萬元(1000 萬美元)在未來的十年內研究天然氣水化合物。
而另一個富潛力的經濟儲藏區於墨西哥灣,可能更包含了大約 1010 m3 的甲烷資源。
優點:
以 現今之技術而言,已可藉由人為方式製成甲烷冰,
乃得先興建一座沼氣調節站,當調節站內的部分沼氣被引至含有水汽的高壓室加壓至35 個大氣壓以上,
並將溫度控制在4℃以下則沼氣中的甲烷即可和水結合成晶體-甲烷冰,尤其是在冬季時可較易於合成之進行。
此一以人工合成的甲烷冰,固然可較 瓦斯、煤氣等氣態能源易於搬運輸送,但在製成過程卻反需耗費不少電力,
因此尚不具廣大的實用效益,而暫僅限於實驗成果,未來仍以適量的開採利用天然甲烷冰 為主要趨勢。
結果成功地從俗稱「甲烷冰」、可作燃料的甲烷水合物(methane hydrate)中採得工業級數量的天然氣
日本將此種技術運用於本國,將可大幅降低能源成本,但環保人士憂心,燃燒甲烷排放的二氧化碳會加深溫室效應。
倫敦泰晤士報報導,這家由日本政府資助的鑽探公司一連六天,從北極永凍土層取出大量甲烷。
對於99.7%的能源仰賴進口的日本而言,此舉將重塑該國經濟,以及日本與其他國家間的經貿關係,因為日本沿岸蘊藏有大量甲烷冰。
日本深知甲烷價值高,不惜重金研究相關技術。
獨立行政法人「石油天然氣金屬礦物資源機構」(JOGMEC)費時超過一年,
以加拿大西北部凍土地帶開採的甲烷冰做實驗。JOG-MEC表示,
類似實驗明年初將在日本沿岸海面下甲烷冰礦藏地區進行,並在數年內開始商業生產。
日本一直以為其國土沒有任何能源礦藏,
但最近幾年,該國沿岸的大陸棚也發現大量的甲烷冰,蘊藏量之大居全球前三名,可使用100年。
日本經濟產業省於 2007年宣稱,該國東部海岸甲烷冰蘊藏量超過1.1兆立方公尺,相當於日本14年的天然氣用量。
學術研究更估計,日本周圍的甲烷冰含量達7.4兆立方公尺。
這次開採成果令日本政府大感興奮,計畫制訂於海床開採甲烷冰的方針,並訂立技術授權規範,
讓中國大陸、南韓等有甲烷冰礦藏的國家也能取得開採技術,以開發這種燃料。
然而,環保人士對於日本大量開採甲烷冰感到驚恐不已。
甲烷是一種「溫室氣體」,不但燃燒後產生二氧化碳,其本身造成地球暖化的能力更勝過二氧化碳。
專家亦擔心,開採甲烷的過程將造成海洋生態的浩劫。
對於燃料幾近完全依賴進口的日本政府而言,甲烷冰蘊藏足以供應工業用途,且降低對外國能源的依賴。
日方始終擔心,印尼、澳洲等能源供應國一旦削減出口額度或抬高售價,可能重創日本經濟。
因此,日本對於全球各種能源鑽探計畫興致勃勃,並出錢出力。
日方曾有意參與庫頁島和伊朗的石油鑽探計畫,卻因政治及外交力量介入而不了了之。
何謂甲烷冰?
成分:
甲烷氣水包合物(Methane clathrate),也稱作甲烷水合物、甲烷冰或可燃冰
為固態形式的水於晶格(水合物)中包含大量的甲烷。
最初人們認為只有在太陽系外圍那些低溫、常 出現冰的區域才可能出現
但後來發現在地球上許多海洋洋底的沉積物底下也含有大批的蘊藏量。
甲烷氣水包合物在海洋淺水生態圈中是常見的成分,
他們通常出現在深層的沉澱物結構中,或是在海床處露出。
甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移,以及沉澱、結晶等作用,
於上昇的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在 高壓下,甲烷氣水包合物在 18 °C 的溫度下仍能維持穩定。
一般的甲烷氣水化合物組成為 1 莫爾的甲烷及每 5.75 莫爾的水
然而這個比例取決於多少的甲烷分子「嵌入」水晶格各種不同的包覆結構中。
據觀測的密度大約在 0.9 g/cm³。一公升的甲烷氣水包合物固體
平均來講,包含 168 公升的甲烷氣體(在標準溫度/壓力(STP)下)。
甲烷形成一種結構一型水合 物,
其每單位晶胞內有兩個十二面體(20 個端點因此有 20 個水分子)和六個四面體(tetrakaidecahedral)(24 個水分子)的水籠結構。
其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 來求得。
甲烷氣水包合物頻譜於 275 K 和 3.1 MPa 下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。
商業應用方式/用途:
沉澱物生成的 甲烷水合物含量可能還包含了 2 至 10 倍的目前已知的傳統天然氣量。
這代表它是未來很有潛力的重要礦物燃料來源。
然而,在大多數的礦床地點很可能都過於分散而不利於經濟開採。
另外面臨經 濟開採的問題還有:偵測可採行的儲藏區、以及從水合物礦床開採甲烷氣體的技術開發。
在日本,已進行一項研發計劃,預計要在2016年進行商業規模的開採 ]。
2006 年八月,中國大陸宣佈計劃,耗資 8000 萬元(1000 萬美元)在未來的十年內研究天然氣水化合物。
而另一個富潛力的經濟儲藏區於墨西哥灣,可能更包含了大約 1010 m3 的甲烷資源。
優點:
以 現今之技術而言,已可藉由人為方式製成甲烷冰,
乃得先興建一座沼氣調節站,當調節站內的部分沼氣被引至含有水汽的高壓室加壓至35 個大氣壓以上,
並將溫度控制在4℃以下則沼氣中的甲烷即可和水結合成晶體-甲烷冰,尤其是在冬季時可較易於合成之進行。
此一以人工合成的甲烷冰,固然可較 瓦斯、煤氣等氣態能源易於搬運輸送,但在製成過程卻反需耗費不少電力,
因此尚不具廣大的實用效益,而暫僅限於實驗成果,未來仍以適量的開採利用天然甲烷冰 為主要趨勢。
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