天然气水合物与全球气候变化的关系

天然气水合物是一种广泛地存在于海底沉积物和陆地高纬度永久冻土带中的矿物,含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和。然而天然气水合物在自然界极不稳定,温压条件的微小变化都会引起其分解而释放出甲烷气体。一般情况下,释放出的甲烷大部分可能会被氧化成CO2而溶解在海水中,进入大气中的量不足以对气候产生影响。只有在发生巨变事件的情况下,如海底大规模的沉积物滑塌,才会将大量的甲烷带到海面并释放到大气中,从而对全球气候和环境产生严重的影响。因此,在开发利用天然气水合物之前,必须有超前的防范措施,以防止或尽可能减少天然气水合物对环境造成的不良影响。     

甲烷可从大洋底的水合物中释放出来

据加利福尼亚大学ＳａｎｔａＢａｒｂａｒａ分样海洋地质学教授ＪａｍｅｓＰ．Ｋｅｎｅｔｔ及其同事在美国《科学》杂志载文［Ｓｃｉ－ｅｎｃｅ，２８８，１２８（２０００）］称，在地质史上每当气候变暖时大量甲烷会从大洋底不稳定的水合物分子中释放出来．以前的研究表明，在气候温暖时期大气中甲烷水平上升，有人认为大洋底水合物中的甲烷释放是人气中甲烷水平上升的原因之一该文作者用取自加州长澳附近洋底的沉积物核中碳同位素比率第一次提供了直接证据表明过去６万年间至少有４次大量甲烷从水合物中释放到大气．释放的时间相应于快速…     

研究证实全球变暖导致北极海底释放大量甲烷

英国国家海洋学中心近日发布新闻公报说,中心的研究人员及其同行利用声纳等手段探测到北极海洋中存在大量甲烷气泡,证实了全球变暖会使海底释放大量甲烷的说法。研究人员认为,这些甲烷可能会反过来加剧全球变暖。研究人员乘坐一艘英国皇家科考船考察了北极地区的西斯匹次卑尔根海域。他们使用声纳探测到从海底升起的甲烷气泡串数量超过250个,他们已收集了不同深度的气泡样本。分析显示,这一海域的水温在过去30年上升了1℃,导致海底的甲烷水合物分解出甲烷,以气泡形式浮上水面。甲烷水合物又称可燃冰,     

南海发现大型“可燃冰”矿藏

国土资源部近日对外宣布．我国在南海发现一个约430平方公里的天然气水合物碳酸盐岩区。这片碳酸盐岩区是在2004年中国地质调查局与德国基尔大学海洋研究所合作开展科学时发现的。这片岩区到今仍在释放甲烷气体．是南海存在天然气水合物的重要证据。     

水合物法海水淡化脱盐效率研究

采用水合物生成装置分别加入二氧化碳和甲烷气体通过水合物法进行2组海水淡化实验。每组实验分别提取3次不同反应时间的水合物晶体,检测水合物中Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+的离子浓度。结果表明:CH4水合物形成过程中,盐离子的脱盐效率与离子半径和所带电荷量呈线性相关性。CO2水合物生成实验中,由于Ca2+与CO2-3反应生成Ca CO3颗粒,故Ca2+离子浓度变化与离子半径和电荷量呈非线性关系。同时提出更全面的水合物法海水淡化中盐离子的排斥机制。较于反渗透传统方法,水合物法具有脱硼效果好的优势。     

重新认识早期地球大气组成

长期以来公认的2个关于地球早期大气组成的理论可能都会受到质疑.根据研究人员发表的最新报告(Nature,2006,442,908)认为早期地球大气可能已存在较高浓度的氧,也就是说,现在地球大气层中的氧并非完全来自生物进化和光合作用.此外,上次冰河时代甲烷浓度上升也不一定是由于海底甲烷水合物的突然喷发,而可能由植物和湿地     

太阳能产业发展正当时

煤、石油、天然气,包括水底甲烷水合物从根本上来说都源自于太阳能.与化石能源不同的是,太阳能是一种可再生能源.这种可再生生在能源危机频出的今天,其意义更为深远.随着产业化程度不断提升,太阳能产业也迎来了其发展的大好时机.     

欧洲科学基金会发起研究深海沉积物中的微生物

欧洲科学基金会（ＥＳＦ）已发起一项为期３年的研究计划，考虑探讨深海的生物圈．最近从深海钻探岩芯中发现有大量微生物．海底沉积物中的微生物可能在形成海底以下的甲烷水合物中起重要作用，而甲烷水合物是世界上最丰富的矿物能源．以前认为深海沉积层不适于生物生存，现在则认为其中包含的微生物可能占到地球微生物的１０％．为协调这一研究，ＥＳＦ已建立一个由科学家组成的网，将确定最合适的钻探位置和决定采用最佳可用技术得到沉积物样品．１９９９年９月在英国利兹市召开了关于该问题的学术讨论会ＥＳＦ是由来自２２个欧洲国家的６…     

海洋油气田沉积物产甲烷活性及微生物生态

海洋产甲烷古菌是与海洋中甲烷的产生、释放及天然气水合物的形成等密切相关的微生物类群.以产甲烷菌可能利用的底物为碳源,评价了海洋油气田沉积物的产甲烷活性.结果表明,海洋油气田沉积物对于H2/CO2、甲醇、一甲胺、三甲胺,在25℃和37℃两种温度条件下都具有较高的产甲烷活性,少数样品只在37℃对乙酸有产甲烷活性,说明在海洋油气田环境下,主要有氢营养型及甲基营养型发酵途径产生天然气甲烷.利用厌氧培养法对产甲烷菌进行了多样性解析,16S rRNA基因测序显示,优势产甲烷菌主要属于Methanosarcinales目的 Methanosarcinaceae科及Methanomicrobiales目的 Methanomicrobiaceae科,其中Methanococcoides、Methanogenium和Methanosarcina为油气田沉积物的主要菌属.     

“双碳”目标下我国甲烷排放控制制度的完善

甲烷是一种强效温室气体和短寿命气候污染物，减少甲烷排放是应对气候变化的重要内容。我国是甲烷排放大国，甲烷人为排放主要来自能源、农业和废弃物处理三大领域。目前，我国甲烷减排取得了一定的进展和成效，但仍然存在甲烷排放监管制度工具较少，监测、报告和核查制度不完善等问题。为实现“双碳”目标和应对气候变化，应尽快制定甲烷国家行动计划和应对气候变化法，明确甲烷排放控制部门职责并构建多元治理协同机制，充实甲烷排放监管制度工具，完善甲烷排放技术标准和控制措施，优化监测、报告和核查制度，健全甲烷排放控制的法律约束机制。     

忙碌的细菌可能会降低失控温室的危险

<正> 在全球变暖的最坏情况下,各种发热作用又将以“正反馈”的进程增强地球变暖.到目前为止,科学家们还不能排除这种“失控的温室”.但是现在根据在白令海阿留申群岛上对冻原草甸进行的研究,看来上述情况发生的可能性很小.气候学专家们担心全球变暖可能会使冻原干透并使冻原产生更多的甲烷——一种强大的能吸收较低大气中热量的温室气体.但是阿拉斯加大学 S.C.Whalen 和 W.S.Reeburgh 进行的最新研究认为随着冻原逐渐变暖,大面积的冻原将能够吸收比目前更多的甲烷(Nature Vol.346.P160).现在大气中甲烷的浓度为1.7ppm,同时人类活动正以每年1%的增加这一浓度.目前从冻原土中释放的甲烷占全球甲烷“预     

合成氨厂“三气”的综合利用

小合成氨生产过程中产生的铜洗再生气,氨合成驰放气和氨貯槽驰放气统称“三气”。“三气”中含有大量的一氧化碳、氨,甲烷等有毒有害气体,而这些气体也是很好的化工原料。一个年产1.5万吨的合成氨厂,每小时可排放一氧化碳气约270公斤,氨118公斤,甲烷36.5公斤。按全国现有小合成氨产量计算,每年排放的一氧化碳约为114.6万吨,氨50.4万吨,甲烷16万吨。可见“三气”排放不仅严重地污染了环境,而且极大地浪费了宝贵的化工原料,     

天然气水合物研究进展

天然气水合物被发现的200多年来,普遍被认为是未来传统能源的替代,对其研究也成为热点。本文在研究前人大量文献的基础上,对天然气水合物研究成果进行了阐述,对影响水合物形成的影响因素及其抑制剂防治水合物危害的方法进行了分析,对进一步深入研究水合物系统知识具有一定指导作用。     

海域天然气水合物与传统油气垂向共生关系——以断裂作为输导通道为例

基于全球典型的海域天然气水合物勘探成果,总结了传统油气与水合物烃源条件,并分析二者沿断裂垂向共生关系。研究表明,传统油气藏与天然气水合物藏在一定条件下存在气源共生关系,传统油气藏能为水合物聚集提供物质基础,水合物也可作为盖层为传统油气聚集提供遮挡。按照传统油气藏与水合物藏分布特征,可分为7种沿断裂垂向共生模式。     

多相混输管道内水合物形成过程研究进展

针对由水合物造成的管道堵塞,特别是油-气-水多相混输领域水合物堵塞尤为严重的问题,系统调研了水合物在多相混输管道内形成机理的研究进展,着重介绍了富油相/富水相和富气相两个体系;基于水合物颗粒微观作用机理,详细阐述了水合物颗粒间的黏聚和水合物颗粒与管壁间的黏附作用;指出了多相混输管道内水合物形成过程的未来研究方向.     

环境信息

西德“促进艺术与科学资助者协会”主办的Dahlem第57届学术讨论会主题是:微量气体在大气圈和生物圈之间的交换。与会专家特别注意到微量气体甲烷和氮氧化物(氧化亚氮、一氧化氮和二氧化氮)。相对于二氧化碳来说,虽然那些气体含量微不足道,但其对于温室效应的贡献却与二氧化碳不相上下。北半球近五十年来甲烷浓度从0.7 ppm上升到1.7ppm,从1950年开始甲烷每年增加1％。     

植物能排出大量甲烷

沼泽和水稻田是甲烷的主要排放源,它们具有一种缺氧的环境,能通过细菌的作用产生甲烷.最近设在德国海德尔堡的马克斯?普朗克核物理研究所的Frank Keppler和他的同事发现有一大批植物品种能在有氧的情况下,在正常生理条件下排放甲烷(Nature2006,439,187).研究人员估计每天进入地球大气圈的甲烷来自活着的植物和缺氧环境中枯朽的植物材料.设在新西兰惠灵顿的国立水和大气研究所的David C Lowe在一份相关的意见中认为,这项新的发现“有助于解释为什么从空间观察到热带森林上空会有大量甲烷.”快速砍伐森林也可能是近年来观察到大气中甲烷浓…     

新一代地球观测信息在天然气水合物研究中的应用展望

地球上蕴藏着巨大的天然气水合物(GasHydrates)矿藏,它可作为一种新的烃类资源来开发利用。天然气水合物中CH4的释放影响全球气候变化。同时,天然气水合物是一种潜在的环境灾害诱发因素。天然气水合物的研究与开发目前在国内外成为研究热点。新一代地球观测信息,如已发射成功的TERRA中的MODIS、MOPITT信息以及即将发射的化学星CHEM为天然气水合物的研究与开发提供了新的技术方法。中国气候观测系统中观测台站观测信息的共享,加速了开发利用新一代地球观测信息的速度,也必将促进新一代地球观测信息在天然气水合物研究中发挥更大的作用。     

新一代地球观测信息在天然气水合物研究中的应用展望

地球上蕴藏着巨大的天然气水合物(GasHydrates)矿藏,它可作为一种新的烃类资源来开发利用。天然气水合物中CH4的释放影响全球气候变化。同时,天然气水合物是一种潜在的环境灾害诱发因素。天然气水合物的研究与开发目前在国内外成为研究热点。新一代地球观测信息,如已发射成功的TERRA中的MODIS、MOPITT信息以及即将发射的化学星CHEM为天然气水合物的研究与开发提供了新的技术方法。中国气候观测系统中观测台站观测信息的共享,加速了开发利用新一代地球观测信息的速度,也必将促进新一代地球观测信息在天然气水合物研究中发挥更大的作用。     

水合物法分离CO2研究

混合气体在形成水合物时,水合物内的气体组分与气相内不同。CO2溶解度远高于N2、O2、H2等气体,因此水合物法可分离IGCC电厂转换合成气体和普通燃煤电厂烟气中的CO2。分析了气体组成、压力、温度、促进剂和多孔介质等因素对水合物法分离CO2的影响,给出了水合物法的工艺流程示意图,指出采用耦合技术降低操作压力和提高水合速度是今后改进和努力的方向。