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

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

Thêm vào BST

Báo xấu

475
lượt xem 138
download

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:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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

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
BĂNG CHÁY NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI
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
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.
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.
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)
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.
Băng cháy hình thành và tồn tại ở đâu? Sơ đồ phân bố những điểm băng cháy trên thế giới (theo USGS)
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).
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...;
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.
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.
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.
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.
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
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)
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.
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.
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
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.