将天然气包裹在冰里储存和运输,采用了美国能源部(DOE)研究人员正在开发的技术,可以降低燃料运输成本,使各国更容易从许多不同的产地购买天然气,最终会在全世界形成更稳定的燃气供应。
美国能源部研究人员称,这种方法可能比现在冷却生成液化天然气(LNG)的运输方法更安全,因为,如果运输容器受损,冰晶化的天然气也不会有爆炸的危险。
该技术以甲烷水合物的形式锁住天然气,其中,天然气的主要成分甲烷被封闭在笼子一样的冰晶体内。传统工艺制作甲烷水合物需要几小时或几天:需要在超大型压力容器内混合水和碳氢化合物。这种新方法推动水和甲烷穿过特殊设计的喷嘴,“几乎在瞬间”合成甲烷水合物,查尔斯•泰勒(Charles Taylor)说,他是位于匹兹堡的美国能源部国家能源技术实验室该项目的负责人。混合物射出喷嘴时会很快形成水合物,看上去就像下雪了。
泰勒说,挑战在于设计喷嘴来精确地创造恰当的条件,使水和甲烷的混合物在射出喷嘴后即刻形成甲烷水合物。如果水合物形成太早,就会堵塞喷嘴。虽然这种方法仅仅在小范围内进行了演示,但可以证明比现有的运输方式更便宜,他说。
天然气运输的困难和成本——它要么通过管道输送,要么转化为液化天然气——意味着很多天然气资源,尤其是偏远地区的资源,太过昂贵而无法使用。泰勒表示,这项新技术有助于拯救这些“被困”的资源——在世界范围内不断增加供应,使更多的国家变成生产者。
在日本,大型油气运输船舶制造商三井工程船舶公司有一项甲烷水合物示范工程,其结果显示,运输甲烷水合物的全部成本——包括制造它和在目的地释放天然气所需的基础设施——可能比运输“液化天然气”要低很多,据该公司声称。该示范工程采用传统方法生成甲烷水合物,泰勒说。他的新技术将使这个方法更便宜,他说,尽管研究人员还没有确定便宜多少。
制造甲烷水合物涉及到模拟使它自然生成的高压和低温环境,典型地说是在深海海底。(储量巨大的甲烷水合物存在的地方,比如阿拉斯加北坡,既预示着会变成另一种温室气体源,也潜在提供了巨大的天然气源。)一旦冰晶体生成,,即使周围压力降低了,它们也会使甲烷一直被封闭着。因此,甲烷水合物可在大气压下运输,只要它处于冷冻状态。
雪状水合物可被包进方形包装,装上冷藏船、货车车厢和那些在零下10°C运输冷冻食品的卡车。这一温度管理起来比液化天然气所需的零下162°C更容易、更便宜。同样,如果液化天然气运输容器损坏,甲烷就会迅速蒸发,并引起爆炸。泰勒说,虽然甲烷水合物可以燃烧,但是甲烷释放速度足够缓慢,以至于不具有爆炸性。(如果集装箱受损,水合物会融化,甲烷慢慢逸出,会在到达爆炸浓度之前消散。如果甲烷在一个狭小空间里积聚,就会有爆炸的危险。)水合物到达目的地时,让它温暖到室温状态,甲烷就可以释放。
“从概念上说,这种方法是非常有趣的,”安东尼•马杰斯(Anthony Meggs )说,他是麻省理工学院访问工程师和英国石油公司(BP)前技术副总裁。但是他说,“在你把它换算成每吨或每立方英尺天然气的运输成本之前,很难说它会有多少实用性。”这样做会需要更大规模的演示。他说,如果方法有效,那它可能仍然需要几十年的时间来对全球能源市场产生影响,因为,各公司都将需要补贴投资现有运输基础设施,如专业化的液化天然气船舶和枢纽站,之后才会投资新技术。
冰化天然气 运输更方便
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