能源安全与新能源开发利用 主讲：王瑞琪
能源安全与新能源开发利用 主讲：王瑞琪
开发新能源 从资源角度考虑，我国常规能源相对不足 人均占有量仅为世界平均水平的一半。能源 供需矛盾突出。 ●我国能源以石油和煤炭为主，天然气的产量 近年来有很大增长，可这些主要能源也造成 了环境污染，而且不可再生。 ●寻找新能源迫在眉睫
开发新能源 ⚫ 从资源角度考虑，我国常规能源相对不足， 人均占有量仅为世界平均水平的一半。能源 供需矛盾突出。 ⚫ 我国能源以石油和煤炭为主，天然气的产量 近年来有很大增长，可这些主要能源也造成 了环境污染，而且不可再生。 ⚫ 寻找新能源迫在眉睫
新能源：可燃冰 天熟气水合物
新能源：可燃冰
新能源：可然冰 可然冰的学名是天然气水合物(Gas Hydrates),这是天然 气和水在特定的条件下所形成的一种透明的冰状结晶体， 又称“气冰”、“固体瓦斯”。是一种清洁高效、使用方 便的新能源。 ■越来越多的科学家相信未来洁净能源的最大一部分也许就 藏在海底或高纬度永冻区
新能源：可燃冰 ◼ 可燃冰的学名是天然气水合物(Gas Hydrates ),这是天然 气和水在特定的条件下所形成的一种透明的冰状结晶体, 又称“气冰” 、 “固体瓦斯”。是一种清洁高效、使用方 便的新能源。 ◼ 越来越多的科学家相信未来洁净能源的最大一部分也许就 藏在海底或高纬度永冻区
可燃冰的构成 天然气水合物与天然气成分相似，且更为纯净，简单 地说，它是天然气被包进水分子中，在海底低温和很 高压力下形成的一种冰状的固态晶体。 ■ 其结构是若干个水分子通过氢键构成多面体笼子，笼 子中包含有客体的天然气分子，还可以是C02、N2、 H2S等小分子气体，它们被统称为气水化合物。其化学 成分不稳定，可用MnH2O表示
可燃冰的构成 ◼ 天然气水合物与天然气成分相似，且更为纯净，简单 地说，它是天然气被包进水分子中，在海底低温和很 高压力下形成的一种冰状的固态晶体。 ◼ 其结构是若干个水分子通过氢键构成多面体笼子，笼 子中包含有客体的天然气分子，还可以是CO2、N2、 H2S等小分子气体，它们被统称为气水化合物。其化学 成分不稳定，可用M·nH2O表示
从化学结构来看，天然气 水合物是这样构成的：由 水分子搭成像笼子一样的 多面体格架，以甲烷为主 的气体分子被包含在笼子 格架中。不同的温压条件， 具有不同的多面体格架
◼ 从化学结构来看，天然气 水合物是这样构成的：由 水分子搭成像笼子一样的 多面体格架，以甲烷为主 的气体分子被包含在笼子 格架中。不同的温压条件， 具有不同的多面体格架
可燃冰的性能 能量密度高，燃烧值高。1m3相当于164m3的天然气。 ●清洁无污染（几乎不产生任何燃烧废弃物，[SO,比 燃烧油或煤低2个数量级) ●使用方便。压力降低就足以使天然气水合物晶体分解 并释放出大量甲烷气体。 ·注意：甲烷的温室效应比C0221倍，是一种对环 境破坏作用最大的温室气体 ●危险性高
可燃冰的性能 ⚫ 能量密度高，燃烧值高。1m3相当于164m3的天然气。 ⚫ 清洁无污染（几乎不产生任何燃烧废弃物，[SO2 ]比 燃烧油或煤低2个数量级） ⚫ 使用方便。压力降低就足以使天然气水合物晶体分解 并释放出大量甲烷气体。 ◼ 注意：甲烷的温室效应比CO221倍，是一种对环 境破坏作用最大的温室气体 ⚫ 危险性高
可燃冰的形成条件 ●被称为水合甲烷的物质大量沉积 ●低于20C的温度 ●较大的压力 有专家预测，可燃冰至少能为人类提供1000年的能 源，它将来有望替代煤、石油和天然气，成为“21世纪 的新能源
可燃冰的形成条件 ⚫被称为水合甲烷的物质大量沉积 ⚫低于20oC的温度 ⚫较大的压力 有专家预测，可燃冰至少能为人类提供1000年的能 源，它将来有望替代煤、石油和天然气，成为“21世纪 的新能源”
可燃冰的开发利用 1810年，英国，达威在实验室发现"天然冰”.虽然是块香饽 饽，但开发利用仍然很困难： 勘探定位技术，开采技术 ·提制可燃气的技术 运输的问题 ■低成本开发 ■其它： ·未燃烧的天然气水合物直接排入大气产生的强烈温室效应 ·未燃烧的天然气水合物对海底已有油气管道造成危险 ·对鱼的生长的威胁 ·对航行的威胁 天可燃冰如何保持高压、低温状态等
可燃冰的开发利用 1810年，英国，达威在实验室发现“天然冰”.虽然是块香饽 饽，但开发利用仍然很困难： ◼ 勘探定位技术，开采技术 ◼ 提制可燃气的技术 ◼ 运输的问题 ◼ 低成本开发 ◼ 其它： ◼ 未燃烧的天然气水合物直接排入大气产生的强烈温室效应 ◼ 未燃烧的天然气水合物对海底已有油气管道造成危险 ◼ 对鱼的生长的威胁 ◼ 对航行的威胁 ◼ 天可燃冰如何保持高压、低温状态等
新能源：氢一理想能源 2000年1月，美国通用汽车推出了使用新能源的汽车一 一氢能概念车，在悉尼奥运会的马拉松比赛中，通用汽 车公司的"氢动1号”作为开道车，出尽了风头。 ●氢是万物之主，大约100亿年前，大量的氢核遍布太空。 ●直到现在，太阳总体积80%仍是氢；木星氢占82%；地 球上地壳内100个原子中有17个氢原子，其数目仅次于 氧而居第二位
新能源：氢—理想能源 ⚫ 2000年1月，美国通用汽车推出了使用新能源的汽车— —氢能概念车，在悉尼奥运会的马拉松比赛中，通用汽 车公司的“氢动1号”作为开道车，出尽了风头。 ⚫ 氢是万物之主，大约100亿年前，大量的氢核遍布太空。 ⚫ 直到现在，太阳总体积80%仍是氢；木星氢占82%；地 球上地壳内100个原子中有17个氢原子，其数目仅次于 氧而居第二位