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可燃冰燃料发动机

时间:2017-08-04 16:07:49

可燃冰燃料发动机

导语:随着我国可燃冰试采成功,可燃冰的应用也被提上日程,大家把目光投到汽车上,可燃冰燃料发动机未来前途无限!据悉,“1立方米的可燃冰可释放出约等于164立方米天然气的能量。”也就是说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。可见这个神奇的“能量块”,体积虽小,其巨大的能量却不可估量。

未来汽车的“永动机”? 揭开“可燃冰”的神秘面纱

可燃冰燃料发动机

█ 能量密度极高 或成汽车永动机

“可燃冰之所以会引起大家的关注,主要在于他的能量密度十分大,一小部分燃料就能支持汽车长时间行驶。”中国海洋石油总公司某海上开采技术人员向《中国汽车报》记者介绍了可燃冰的能量优势。他指出,可燃冰是一种碳与水化合物,其单碳重量与能量是成反相关的关系,其中单碳结构的甲烷(CH4)的含量高达80%~99.9%,因而其蕴含的能量就高。“比如沥青的主要成分为多碳结构,因而能量密度低,不适合作为燃料使用。”他强调。

“1立方米的可燃冰可释放出约等于164立方米天然气的能量。”杨金秀也表示,可燃冰的最大特点就是能量密度高。另有资料显示,如果将同等体积的固体酒精和可燃冰同时点燃,可燃冰的燃烧时间远远长于同体积的固体酒精。初步计算,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。可见这个神奇的“能量块”,体积虽小,其巨大的能量却不可估量。

据估算,在世界可燃冰总资源量大约相当于全球已知煤、石油和天然气总资源量的两倍,被誉为21世纪最具商业开发前景的绿色清洁战略能源,也成为各国竞相研究开发的热点。

█ “燃冰汽车”真的要来了吗?

据业内人士分析,可燃冰有望接棒传统能源,在我国的商业开发也有望实现突破,届时将给产业链的上中下游企业发展带来新一轮的投资机会。“可燃冰可应用于交通、冶金、电力、轻工等行业,其中包括内燃机、汽车、炼钢、热处理、印染、纺织等诸多方面,对下游企业的商业价值不可估量。”长期关注可燃冰研发的业内人士告诉记者。

“可燃冰离开海面之后就会气化,目前要克服好该燃料的不稳定性。”中海油技术人员指出,可燃冰成分比较单纯,实现开采之后,后期处理将节省很多的成本,而天然气开采还要经过脱硫、除杂质等环节。“另外,我国的LNG(液化天然气)技术条件都比较成熟,相信可燃冰的运输、储藏技术也会很快成熟起来。”他强调。

那么,聚焦于汽车领域,可燃冰的应用前景将会如何?

“可燃冰的最终形态其实就是天然气,我相信在汽车方面的应用前景将会十分广阔。”潍柴动力股份有限公司副总裁佟德辉指出,对照天然气发动机的开发,可燃冰今后或许可直接作为动力能源应用于汽车。在佟德辉看来,天然气发动机的技术已经相对成熟,如果可燃冰作为车用燃料,那么以后开发出专用的天然气发动机将会十分必要,天然气汽车的比例也将会大幅度提高。

对此,清华大学汽车技术研究院宋健院长也对记者表达了类似的看法。他认为,可燃冰开采完成后的最终形态与天然气并无区别,对应到我国天然气发动机的技术储备,在汽车中的应用技术上难度并不大。“现在就是要解决天然气汽车的成本问题,随着规模化生产,希望天然气汽车的气罐成本能够降下来。”宋健说。

佟德辉则认为,目前天然气发动机在解决高热负压及润滑性方面需要提升,此外,我国天然气加注站建设的问题将会成为未来的重点,由于我国天然气加注站数量较少,天然气汽车也只能在有限范围内行驶。

当然,这一切都是基于现有条件的推测,可燃冰最终是否能适应未来汽车的要求,还需要伴随研发的进程与最终的应用情况做出结论。“可燃冰最终是直接应用于汽车,还是需要多次加工,还应经过更细致的验证。”商用车行业专家杨再舜指出,伴随而来的安全、燃效、碳排放等也是我们需要考虑到的问题。

可燃冰燃料发动机

例子是这样的:‘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。’

问题如下:

1、现在用天然气的车(譬如家用车)气瓶容量100L是正常的,加气的压缩比大概是1:200,也就是5L气瓶容量可以加1立方米天然气,那么气瓶加满大约是20个立方的天然气。

2、天然气和汽油的热值大约1个立方天然气 = 1升油,也就是100L的气瓶相当于20升的油箱;

3、加了100L的天然气(其实是压缩天然气)=20升油,7升油跑100公里,所以大概可以跑300公里;

估计新闻中‘一次加100升天然气能跑300公里’是这样推算出来的,

重点:但是100L的可燃冰(其实也类似于压缩天然气甲烷),变成气态甲烷大概是150-200倍的比例,跟给气瓶加气的压缩比接近,行驶里程跟加气差不多,甚至还会短点。

所以我觉得‘加100升天然气能跑300公里’,指的是压缩天然气100L,如果是正常状态下的100升天然气,那只相当于0.1升汽油,怎么可能跑300公里! 而100L压缩天然气跟100L可燃冰能量差不多,所以也就跑个300公里吧。

看新闻的时候吓我一跳,我以为以后狠加一次可燃冰,可以一直跑到汽车报废呢。。。。

原报道如下

可燃冰的学名是天然气水合物,长这样子。截图自中国地质调查局网站

可燃冰有啥用?

目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料综合的2倍,在全球被科学家公认为石油、天然气的接替能源。与石油、天然气相比,可燃冰具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等优点,燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。

未来,可燃冰成功商用后,我们目前日常家里灶台、热水器都将可用可燃冰替代天然气。甚至可燃冰还可替代目前的汽油、柴油、天然气为汽车提供动力能源。但加满同样体积的油箱后,可燃冰汽车可跑得更远,燃烧后排放的污染也小得多,可减少对大气污染。

据央视报道,若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,加入相同体积的可燃冰能跑5万公里。

可燃冰有多少可供大家未来使用?

目前可燃冰常规开采方法主要有:热激发化学试剂法、二氧化碳置换法、降压法等。我国试采使用深水半潜式平台通过降压进行开采。此次中国成功试采可燃冰的“蓝鲸1号”,是全球最先进超深水双钻塔半潜式钻井平台,由中集集团旗下中集来福士自主设计建造。

我国海域天然气水合物试采成功。图片来自中国地质调查局网站

中国地质调查局官网资料显示,据估算全球可燃冰蕴藏的天然气资源总量约为21000万亿方,可满足人类使用1000年的需求。

我国是可燃冰资源储量最多的国家之一,可燃冰资源主要分布在南海海域和青藏高原冻土带,通过先后15年的调查和评级,南海海域预计有740多亿吨油当量的可燃冰,青藏地区又发现了350亿吨油当量的可燃冰,未来探明的可燃冰可能还很多。

保守估计,我国可燃冰的总资源约是常规天然气、页岩气等资源量总和的两倍,按当前的消耗水平,可满足我国近200年的能源需求。

我们多少年后可用上可燃冰?

可燃冰试采项目作为实施国家能源战略的一个重点项目备受瞩目,但其勘探开发仍需要攻克巨大的技术障碍和环境障碍,如果技术不成熟,可能导致海底地质灾害、海底大量温室气体涌入大气等问题,引发环境危机。

此次成功试采可燃冰,中集集团发文认为,标志着我国在该领域取得了重大技术突破,为可燃冰的商业化开发铺路。

中国地质调查局的资料显示,预计可能在2020年前后突破可燃冰的开发技术,实现能够适应工业化开发规模的工艺、技术和设备完善。大约再经过10年左右的提升,到2030年前后实现可燃冰的商业开发,那时可能我们就能使用“燃冰汽车”了。

可燃冰试采成功对中国有多大意义?

可燃冰用处那么大,具有巨大的经济价值和重要的战略意义,引起全球各主要资源国的高度关注。目前已有40多个国家相继开展了天然气水合物的研究和勘查,其中加拿大在陆地永久冻土区、日本在海域进行了试开采。

全球主要国家在可燃冰方面的研究进展。截图自中国地质调查局官网。

《中国国民经济和社会发展十三五规划纲要》明确将推进天然气水合物资源勘查与商业试采列入能源发展重大工程。

5月18日,国土资源部部长姜大明试采现场会上表示,这次试采成功是我国首次、也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采,为实现天然气水合物商业性开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验,打破了我国在能源勘查开发领域长期跟跑的局面,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越,对保障国家能源安全、推动绿色发展、建设海洋强国具有重要而深远的影响。

未来汽车的“永动机”? 揭开“可燃冰”的神秘面纱

5月18日,国土资源部中国地质调查局在南海宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

消息一出,顿时引起了业界广泛关注。据了解,可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物,外形与冰相似。由于含有大量甲烷等可燃气体,因此极易燃烧。同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气,被业界誉为“属于未来的能源”,应用前景广阔,尤其是对汽车发展将产生巨大的影响。

可燃冰究竟有何魔力让业界如此关注?将为汽车带来哪些革命性改变?可燃冰在开采以及应用方面还存在哪些问题?面对这一系列问题,《中国汽车报》记者采访了多位业界专家,试图揭开“可燃冰”的神秘面纱。

█ 难点在于开采 我国率先突破

“与石油、天然气等传统能源相比,可燃冰的储存量十分巨大,但是目前该能源面临最大的问题就是开采,可燃冰的开采难度及危险性都很大。”中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院负责人杨金秀接受记者采访时表示,可燃冰是一种对外界环境比较敏感的物质,在低温高压的条件下才能稳定存在,一旦在常温常压下就会气化。因此,多个国家虽然经过多年的探索,但始终没有掌握核心的开采技术。

未来汽车的“永动机”? 揭开“可燃冰”的神秘面纱

杨金秀告诉记者,可燃冰如果开采不当,发生泄漏等情况将对大气带来非常大的污染,据了解,甲烷的温室效应是二氧化碳的20多倍。同时,可燃冰因为结构的不稳定,在开采的时候容易引起海底滑坡,导致海啸等次生灾害。

可燃冰的试开采一直是一项世界性难题。2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作,虽然成功出气,但最终由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。2014年-2016年期间,美国对墨西哥湾地区的可燃冰进行长期观测,并制定相应的开采计划,到目前为止也尚未有进一步的进展。据悉,美国、日本及加拿大等国计划于2020年对可燃冰实现商业化开采。

可喜的是,经过近20年不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新,实现了历史性突破。据了解,我国此次试开采,成功达到了日均产气一万方以上以及连续一周不间断的国际公认指标。另外,开采现场位于距香港约285公里的南海北部神狐海域,采气点位于水深1266米海底以下200米的海床中。自5月10日正式出气至今,已累计产出超12万立方米,甲烷含量高达99.5%的天然气。

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