BĂNG CHÁY( Khí Hydrate) - NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI

Chia sẻ: Nguyễn Quốc Tuấn | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:29

0
310
lượt xem
124
download

BĂNG CHÁY( Khí Hydrate) - NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Băng cháy là một thứ ở dạng rắn, hình thành từ khí thiên nhiên và nước, ở dưới điều kiện áp suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0 độ C), có tên khoa học là Natural hydrate, hoặc Gas Hydrate. Khi hàm lượng methane vượt quá 75% thành phần của Gas Hydrate thì nó thường được gọi là methane hydrate. Chỉ cần nâng nhiệt độ hoặc giảm áp lực là băng cháy sẽ phân giải: 1m3 chất này khi phân giải cho ra 164 m3 khí methane và 0,8 m3 nước, đủ thấy năng lượng mà...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: BĂNG CHÁY( Khí Hydrate) - NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI

  1. BĂNG CHÁY (KHÍ HYDRATE) NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU,  ĐIỀU TRA CƠ BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ  HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC  ĐỊA VIỆT NAM  Tröông Quoác Laâm GÑ TTTTCT Tö Töôûng Tænh  BL THÁNG 10 - 2007
  2. BĂNG CHÁY ­ NGUỒN NĂNG  LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI  
  3. BĂNG CHÁY LÀ GÌ? • Băng  cháy  (tiếng  Anh:  Clathrate  hydrates,  gas  clathrates,  gas  hydrates,  methane  hydrate,  clathrates,  hydrates...)    là  hỗn  hợp  rắn  giống  băng  của  khí  hydro  carbon  (chủ  yếu  là  methane)  và nước, hình thành và tồn tại trong  điều  kiện  áp  suất  cao,  nhiệt  độ  thấp.  Khi  hàm  lượng  methane  vượt  quá  75%  thành  phần  của  Gas  Hydrate  thì  nó  thường  được  gọi  là  methane hydrate • Trong  tự  nhiên,  băng  cháy  (loại  hydrat  methane)  có  tỷ  trọng  913kg/ m ,  khi  bị  phá  huỷ  sẽ  giải  phóng  3 164m  khí  methane  và  0.87m
  4. Cấu tạo của băng cháy • Băng  cháy  không  phải  là  hợp  chất  hoá  học.  Sự  thành  tạo  và  phá huỷ băng cháy là sự chuyển  pha bậc 1 • Trong tự nhiên, băng cháy có thể trong suốt hay mờ đục, dạng tinh thể màu trắng, xám hoặc vàng, trong đó các phân tử khí chiếm giữ những cái “lồng” được tạo nên bởi các phân tử nước. • Những cái lồng này không bền vững khi rỗng, có thể đổ sập tạo thành cấu trúc tinh thể băng thông thường, nhưng chúng sẽ trở nên ổn định khi chứa các phân tử khí có kích thước thích hợp.
  5. Cấu tạo của băng cháy • Thường gặp 2 dạng cấu trúc tinh thể  lập  phương  (loại  I  và  loại  II);  hiếm  gặp hơn là loại cấu trúc lục phương   (loại H). • Ô cơ sở loại I gồm 46 phân tử nước,  loại II gồm 136 phân tử nước và loại  H có 34 phân tử nước. • Loại I tạo ra hình 12 hoặc 24 mặt ngũ giác, thích hợp để  chứa khí methane, ethane (đường kính pt 5.2Ǻ). • Loại  II  tạo  ra  hình  16  hoặc  36  mặt  ngũ  giác,  thích  hợp  để chứa propane, isobutane (kích thước pt 5.9­6.9Ǻ). • Loại H chỉ mới tìm thấy ở Vịnh Mexico, thích hợp với các  phân tử khí lớn như butane.
  6. Sự thành tạo của băng cháy Điểm thành tạo băng cháy (hydrate) của một số loại khí tự nhiên. (Tại nhiệt độ nhỏ hơn điểm thành tạo (bên trái) và áp suất lớn hơn điểm thành tạo (phía trên) thì băng cháy sẽ được thành tạo)
  7. Băng cháy hình thành và tồn tại ở  đâu? • Trong  tự  nhiên,  băng  cháy  tập  trung  ở  khu  vực  băng  vĩnh  cửu  và  trầm  tích biển sâu.  • Ở khu vực băng vĩnh cửu  (Bắc  cực)  có  thể  chứa  hàng  nghìn  tỷ  m  khí  3 methane. • Vùng  đáy  biển  sâu,  ở  độ  sâu  500m,  áp  suất  •Nơi băng cháy tồn tại ổn định gọi  khoảng  50atm,  nhiệt  độ  là  đới  ổn  định  khí  hydrat  (gas  4­5 C,  là  điều  kiện  lý  hydrate  stability  zone  ­  GHSZ)  hay  tầng chứa. Băng cháy có thể tồn tại  o trong  hoặc  dưới  lớp  GHSZ,  tuỳ  tưởng  hình  thành  băng  thuộc điều kiện vật lý môi trường. cháy.
  8. Băng cháy hình thành và tồn tại ở đâu? Sơ đồ phân bố những điểm băng cháy trên thế giới (theo USGS)
  9. TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN BĂNG CHÁY Dự báo trữ lượng băng cháy trên toàn thế giới là khoảng 400GtC ở vùng  Bắc  cực  (MacDonald,  1990,  không  có  số  liệu  vùng  Nam  cực),  và  khoảng  10.000­11.000GtC  ở  các  đại  dương  (MacDonald,  1990;  Kvenvolden,  1998),  gấp  hai  lần  trữ  lượng  các  nhiên  liệu  hóa  thạch  đã  biết (than, dầu khí).
  10. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY  TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC • Các  quốc  gia,  vùng  lãnh  thổ  trong  khu  vực  như  Trung  Quốc,  Đài  Loan... cũng đã và đang đầu tư mạnh mẽ trong việc nghiên cứu băng  cháy.  • Đã có nhiều hội nghị quốc tế về băng cháy, trong đó có qui mô lớn và  toàn  diện  nhất  là  Hội  nghị  quốc  tế  về  Băng  cháy  (International  Conference on Gas Hydrate­ICGH) được tổ chức 3 năm một lần, bắt  đầu từ năm 1993 (New York, Hoa Kỳ), 1996 (Toulouse, Pháp), 1999  (Salt  Lake  City,  Hoa  Kỳ),  2002  (Yokohama,  Nhật  Bản),  2005  (Trondheim,  Na  Uy).  Hội  nghị  ICGH  tiếp  theo  sẽ  được  tổ  chức  ở  Vancouver, Canada vào 6­10 tháng 7 năm 2008. • Băng cháy hiện đang được nhiều quốc gia đầu tư nghiên cứu, trong  đó dẫn đầu là các quốc gia như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Na Uy, Canada,  Hàn Quốc...; 
  11. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN  THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC Nhật Bản • Năm 1974: đo vẽ, lập bản đồ địa  chất các vùng biển của Nhật Bản  bằng đo địa chấn BSR, đo vẽ địa  hoá  mẫu  nước  lỗ  rỗng  trầm  tích  đáy  biển,  đo  nồng  độ  khí  methane/ethane  bằng  đầu  dò  METS. • Năm 1988: Sở Địa chất Nhật Bản  hợp  tác  với  Sở  Địa  chất  Mỹ  nghiên  cứu  và  tổng  hợp  thành  công  băng  cháy  trong  phòng  thí  nghiệm.
  12. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN  THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC Nhật Bản • Nhật Bản đã xác định được nhiều vùng biển ở độ sâu từ 1.000 ­  2.000 m nước có triển vọng methane hydrate, trong đó 12 vùng được  coi là rất có triển vọng với tài nguyên ước tính đến 74 nghìn tỷ m3 khí  methane (hơn 460 lần tổng lượng khí thiên nhiên tiêu thụ hàng năm  hiện nay của Nhật). • Tháng giêng năm 2000 Nhật đã khoan ở vùng biển Nan Kai và khoan  bổ  sung  năm  2003  khẳng  định  sự  có  mặt  các  lớp  methane  hydrate  trong trầm tích cát đáy biển. • Tháng  2  năm  2007,  Nhật  Bản  thông  báo  đã  bắt  gặp  lớp  methane  hydrate  nằm  ở  độ  sâu  không  lớn  trong  trầm  tích  đáy  biển  vùng  Nigata, bắc Joetsu gần 30 km.
  13. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN  THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC Hàn Quốc • Từ 2000 ­ 2004, Hàn Quốc đã đo vẽ địa vật lý khu vực với 14.000  km tuyến trên các bể trầm tích ở các vùng biển sâu được dự báo  là có triển vọng.  • Đến nay, đã có đủ những tài liệu về kiến tạo, cấu trúc, trầm tích,  thành phần băng cháy để lựa chọn là nơi tập trung làm rõ giá trị  kinh tế các mỏ băng cháy trong bể trầm tích Ulleung ở biển Đông  Hàn Quốc (còn có tên là biển Nhật Bản). • Hàn  Quốc  cũng  đã  có  chương  trình  phát  triển  băng  cháy  với  3  pha,  trong  10  năm  (2005  ­  2014)  do  Bộ  Công  thương  và  Năng  lượng  chủ  trì  với  sự  tham  gia  của  Tập  đoàn Khí,  Tập  đoàn  Dầu    mỏ, Viện Khoa học Trái đất và Khoáng sản: – Pha  1:  (2005  ­  2007)  hoàn  thiện  phương  pháp,  công nghệ điều  tra; đo  địa vật lý (địa chấn chi tiết 2D, 3D), khoan thử;  – Pha  2:  (2008  ­  2011)  đo  ĐVL  như  pha  1  và  các  phương  pháp  hỗ  trợ,  định vị lỗ khoan, nghiên cứu công nghệ sản xuất băng cháy;  – Pha  3:  (2012  ­  2014)  sản  xuất  thử  nghiệm,  định  hình  công  nghệ  sản  xuất bền vững.
  14. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN  THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC Trung Quốc • Bên  cạnh  việc  phối  hợp  với  Nhật,  Hàn  Quốc  nghiên  cứu,  điều  tra  băng  cháy  ở  các  vùng  biển  sâu  phía  đông bắc,  từ  năm 2000 Trung Quốc đã điều tra băng cháy ở vùng sườn  phía Bắc biển Nam Trung Hoa (tương đương thuật ngữ biển  Đông của Việt Nam). •   Từ năm 2001 Cục Địa chất biển Quảng Châu (GMGS) đã  liên tục điều tra địa chất, địa vật lý, địa hoá ở vùng này để  tìm  kiếm  băng  cháy.  Các  phương  pháp  cơ  bản  là  đo  địa  chấn phân giải cao, đo sâu hồi âm, địa hoá (đo khí methane  đáy biển  và  lấy  mẫu  nước  lỗ  rỗng  trầm  tích biển), lấy mẫu  bằng  thiết  bị  “cua  TV"  (một  loại  robot  dạng  con  cua  được  điều khiển từ xa). • Các kết quả đo đạc và phân tích mẫu xác định được một số  dị thường địa hoá có thể liên quan đến sự thành tạo và phân  ly băng cháy như dị thường bọt khí bề mặt trầm tích, đồng vị  cacbon của methane, dị thường hàm lượng Br­, Cl­, SO4­2,  đồng vị O18, tỷ số Sr87/Sr86 của nước lỗ rỗng.
  15. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN  THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC Trung Quốc • Trong  khu  vực  biển  Đông  (South  China Sea), Trung  Quốc đã phát hiện  1 điểm băng cháy  và  đã  khoan  lấy  mẫu thành công ở  khu  vực  phía  bắc  biển  Đông,  gần  đảo Dongsha.  • Hiện nay, theo thông báo của Ủy ban Cải cách và Phát triển quốc gia, Trung quốc đã có kế hoạch đầu tư 800 triệu nhân dân tệ (100 triệu USD) để thăm dò băng cháy trong thời gian 10 năm tới
  16. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN  THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC Các nước khác đã tiến  hành các nghiên cứu về  băng cháy  Hoa kỳ, Liên bang Nga, Ấn độ, Australia, Indonesia, Ireland, Mexico, Norway, New Zealand, South Africa, Chi lê, Brazil, Hàn Quốc, Đài Loan, Turkey, Ukraine, Tây phi (Công-Gô)
  17. NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY Ở VIỆT NAM •Trên  lãnh  hải  Việt  Nam,  vùng  biển  Đông  đã  chứng  tỏ  là  khu  vực  tiềm  năng  dầu  khí  lớn.  Hơn  nữa,  biển  Đông  là  một  vùng  biển  nước  sâu  rộng  lớn,  có  những  tiền  đề  thuận  lợi  cho  việc  thành  tạo  và  tích tụ băng cháy.  •Theo đánh giá của Sở Địa chất Hoa Kỳ, tiềm năng băng cháy của Việt Nam nằm trong nhóm có tiềm năng trung bình của châu Á, theo thứ tự giảm dần gồm có: Philipin, SriLanka, Malaysia, Việt Nam, Biển Nam Trung Hoa, Nhật Bản, Trung Quốc và Pakistan.
  18. NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY Ở VIỆT NAM •Ngày 22 tháng 8 năm 2007, Bộ Tài nguyên và Môi  trường đã tổ chức hội nghị về “Chương trình điều tra,  nghiên  cứu  tổng  hợp  tiềm  năng  băng  cháy  trên  các  vùng  biển  và  thềm  lục  địa  Việt  Nam”.  Hội  nghị  đã  thống nhất sử dụng thuật ngữ “khí hydrat” thay thế cho  thuật ngữ “băng cháy. •Chương trình có mục tiêu, nhiệm vụ cụ thể sau: – Làm rõ tiềm năng khí hydrat trên các vùng biển Việt Nam  để đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai, góp phần  bảo vệ quyền chủ quyền quốc gia trên các vùng biển, bảo  đảm quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường biển Việt  Nam; – Xây dựng hệ thống văn bản quy phạm pháp luật về điều  tra, đánh giá, thăm dò, khai thác, chế biến và vận chuyển  khí hydrat. 
  19. CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN VỀ  TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM  LỤC ĐỊA VIỆT NAM MỞ ĐẦU PHẦN I  CÁC CĂN CỨ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH PHẦN II  CÁC QUAN ĐIỂM, MỤC TIÊU NHIỆM VỤ VỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC,  ĐIỀU TRA CƠ BẢN ĐÁNH GIA TIỀM NĂNG, THĂM DÒ VÀ QUẢN LÝ NHÀ  NƯỚC VỀ KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM PHẦN III  TỔ CHỨC, CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH VÀ DỰ KIẾN  KINH PHÍ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
  20. CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ  BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC  VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM Mục tiêu của Chương trình Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu, điều tra về tiềm năng khí hydrat khí hydrat trên các vùng biển  Việt Nam để xác lập các luận cứ khoa học nhằm: định hướng cho công tác thăm  dò đánh giá trữ lượng; quy hoạch tổng thể phát triển công nghiệp năng lượng nói  chung và ngành dầu khí nói riêng; đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai;  xây dựng hệ thống văn bản quy phạm pháp luật quản lý nhà nước về tài nguyên  khí hydrat và góp phần bảo vệ quyền chủ quyền quốc gia trên các vùng biển,  bảo đảm quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường biển Việt Nam. Xây dựng hệ thống trang thiết bị kỹ thuật để phục vụ công tác nghiên cứu,  điều tra cơ bản về tiềm năng khí hydrat cũng như, thăm dò, khai thác, chế biến  (thu hồi) và vận chuyển khí hydrat đạt trình độ tiên tiến trong khu vực; đào tạo  được đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuât có trình độ cao trong lĩnh vực này. 
Đồng bộ tài khoản