化学与能源.docx
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化学与能源
化学与能源
1能源的发展史
2能源的分类和能量的转化
3常规能源简介
4未来的能源
第一节能源的发展史
♦能源、材料和信息被称为人类社会发展的三大支柱。
根据各个历史阶段所使用的主要能源；可以分为柴草时期、煤炭时期和石油时期。
♦柴草时期从火的发现到18世纪产业革命期间
♦煤炭时期煤炭的开采始于13世纪，而大规模开采并使其成为世界的主要能源则是18世纪中叶的事了。
♦石油时期第二次世界大战之后，在美国、中东、北非等地区相继发现了大油田及伴生的天然气，每吨原油产生的热量比每吨煤高一倍。
二十世纪60年代初期，在世界能源消费统计表里，石油和天然气的消耗比例开始超过煤炭而居首位。
♦我国能源的结构以煤炭为主的状况可能还要延续相当的时间。
第二节能源的分类和能量的转化
♦按其来源可以分为三大类：
♦一是来自地球以外的太阳能，除太阳的辐射能之外，煤炭、石油、天然气、水能、第二类来自地球本身，如地热能，原子核能（核燃料铀、钍等存在于地球自然界）;
♦第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量，如潮汐能。
♦一次能源指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源。
♦常规能源也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。
♦新能源指以新技术为基础，系统开发利用的能源。
♦能源的利用，其实就是能量的转化过程。
柴草、煤炭、石油和天然气等常用能源所提供的能量都是随化学变化而产生的，多种新能源的利用也与化学变化有关。
第三节常规能源简介
♦1煤炭及其综合利用
♦按现在的开采速度，煤只能用几百年。
♦煤的综合利用：
♦煤的气化:
煤的气化过程生成的H2，CO，CH4是可燃气体，也是重要的化工原料。
♦煤的焦化:
煤分解生成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。
♦随加热温度不同，产品的数量和质量都不同，有低温（500～600℃）、中温（750～800℃）和高温（1000～1100℃）干馏之分。
♦低温干馏所得焦炭的数量和质量都较差，但焦油产率较高，其中所含轻油部分，经过加氢可以制成汽油，所以在汽油不足的地方，可采用低温干馏。
中温法的主要产品是城市煤气，而高温法的主要产品则是焦炭。
♦煤的液化:
煤炭液化油也叫人造石油。
煤和石油都是由C，H，O等元素组成的有机物，但煤的平均表现分子量大约是石油的10倍，煤的含氢量比石油低得多。
所以煤加热裂解，使大分子变小，然后在催化剂的作用下加氢（450—480℃，12MPa一30MPa）可以得到多种燃料油。
♦还有一类方法称间接液化法，它是先使煤气化得到CO和H2等气体小分子，然后在一定的温度、压力和催化剂的作用下合成各种烷烃、烯烃和乙醇、乙醛等。
♦煤既是能源，也是重要的化工原料。
我国是世界上最大的耗煤国家，但70％的煤都是直接烧掉，既浪费资源，也污染环境。
积极开展煤的综合利用是十分重要的方针。
2 石油和天然气及其利用
♦天然气的主要成分是甲烷（CH4），也有少量乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8），它和石油伴生，但一般埋藏部位较深。
据国际经验，每吨石油大概伴有1000m3的天然气，所以能源工作机构及能源结构统计往往把石油和天然气归并在一起。
天然气是最“清洁”的燃料，燃烧产物CO2和H2O，都是无毒物质，并且热值也很高（56kJ·g-1），管道输送也很方便。
（2）石油的炼制
♦主要过程有分馏、裂化、重整、精制等。
♦2004年我国乙烯年产量626.6万吨,
♦国外最大的炼油厂规模达4000万吨/年，平均规模为530万吨/年；中国最大的炼油厂规模仅为1600万吨/年，
♦中国的原油产量居世界第5位，乙烯产量居第4位。
♦将石油气中这些不饱和烃分离后，剩下的饱和烃中以丁烷（C4H10）为主，它的沸点为-0.5℃，稍加压力即可液化储于高压钢瓶中。
当打开阀门减压时即可气化点燃使用，城市居民用石油液化气的主要成分就是丁烷。
♦另外还含有在液化时带进的一定量的戊烷（C5H12）和己烷（C6H14），它们的沸点分别是36℃和69℃，
♦在40～180℃沸点范围内可以收集C6～C10馏分，这是需要量很大的汽油馏分。
按各种烃的组成不同又可以分为航空汽油、车用汽油、溶剂汽油等。
♦汽油质量用“辛烷值”表示。
抗震性能最好的是异辛烷，将其定标为辛烷值等于100，抗震性最差的是正庚烷，定其辛烷值为零。
♦人们发现：
1升汽油中若加入1毫升四乙基铅Pb（C2H5）4，它的辛烷值可以提高10～12个标号。
♦提高蒸馏温度，依次可以获得煤油（C10～C16）和柴油（C17～C20）。
它们又分为许多品级，分别用于喷气飞机、重型卡车、拖拉机、轮船、坦克等。
蒸馏温度在350℃以下所得各馏分都属于轻油部分，在350℃以上各馏分则属重油部分，碳原子数在18～40之间，其中有润滑油、凡士林、石蜡、沥青等，各有其用途。
♦裂化用上述加热蒸馏的办法所得轻油约占原油的1／3—1／4。
但社会需要大量的分子量小的各种烃类，采用催化裂化法，可以使碳原子数多的碳氢化合物裂解成各种小分子的烃类，如：
催化重整
♦这是石油工业中另外一个重要过程。
在一定的温度压力下，汽油中的直链烃在催化剂表面上进行结构的“重新调整”，转化为带支链的烷烃异构体，这就能有效地提高汽油的辛烷值，同时还可得到一部分芳香烃，这是原油中含量很少而只靠从煤焦油中提取不能满足生产需要的化工原料，可以说是一举两得。
加氢精制
♦这是提高油品质量的过程。
留在油品中的只是碳氢化合物。
♦石油经过分馏、裂化、重整、精制等步骤，获得了各种燃料和化工产品。
有的可直接使用，有的还可以进行深加工。
所以炼油厂总是和几个化工厂组成石油化工联合企业，那里是技术密集、资本密集、劳动力密集的地区。
3核能的利用
♦核反应可分为核衰变、核裂变和核聚变三大类。
1g镭（Ra）在衰变过程中释放的能量是1g镭和足量氯气（C12）起反应生成RaCl2时所释放能量的50万倍。
1g铀-235（92235U）发生裂变时释放能量为8107kJ，1g氘（12H）发生聚变时释放的能量是6108kJ。
而1g煤完全燃烧时释放的能量仅为30kJ。
♦U-235裂变时所释放的能量可将循环水加热至300C，高温水蒸气推动发电机发电。
由此可见核电是一种清洁的能源.
♦但有两个问题总是令人担忧，一是保证安全运行，二是核废料的处理。
♦我国第一座自行设计的30万千瓦核电站，建在浙江省海盐县秦山脚下，地质构造良好，靠山临海。
1995年7月正式通过国家验收。
核聚变和氢弹
♦由2个或多个轻原子核聚合成一个较重的原子核的过程叫核聚变，这时也将释放很大的能量。
例如2个氘核（12H）在高温下可聚合生成1个氦核（24He）
♦核聚变有几个方面比核裂变优越：
其一，聚变产物是稳定的氦核，没有放射性污染产生，没有难于处理的废料；其二，聚变原料氘的资源比较丰富，在海水中氘和氢之比为1.510-4：
1，地球上海水总量约为1018吨，其中蕴藏着大量的氘，提炼氘比提炼铀容易得多。
4.节能和新能源的开发
♦现代主要能源是煤、石油和天然气，它们都是短期内不可能再生的化石燃料，储量都极其有限，因此必须节能。
♦节能问题现已受到各国的普遍重视，作为能源经济发展的重要政策。
例如国际先进水平是每炼1吨钢需消耗0.7～0.9吨标准煤，而我国目前每吨钢的能耗约为1.3吨标准煤，也就是说我国炼钢的能耗是国际水平的1.6倍，所以在我国节能应该有很大的潜力可挖。
♦如在80年代末，上海市每万元国民经济生产总值要消耗5.08吨标准煤，浙江省是5.38吨，而有的省却高达26吨，可见它们之间能源利用率差别很大。
和国际相比，我国的能耗比日本高4倍，比美国高2倍，比印度高1倍，所以若能赶上印度的能源利用率，要实现生产翻一番，似乎不必增加能源消费量。
要实现国民经济现代化，既要开发能源，又必须降低能耗，开源节流必须同时并举，并且要把节流放到更重要的位置。
♦我国的工业锅炉和工业窑炉耗费全国总能源的65％，它们是节能潜力最大的行业。
白炽灯的照明效率是荧光灯的一半，研制高效节能灯，并推广使用，也是节能措施之一。
♦总之围绕着节能工作有许多科学技术问题急待研究，但要使节能工作真正落到实处，不是单纯的技术问题，还要涉及行政管理、能源政策、节能法规、能源价格等各方面的因素。
♦当代新能源是指太阳能、生物质能、风能、地热能和海洋能等。
它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，它们是远有前景，近有实效的能源。
太阳能
♦太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已相当可观，太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。
地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。
它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
♦太阳能的热利用是通过集热器进行光热转化的，集热器也就是太阳能热水器。
它的板芯由涂了吸热材料的铜片制成的，封装在玻璃钢外壳中。
由于使用的目的不同，集热器和与之匹配的系统类型繁多，名称各不相同。
例如太阳能用于炊事，就叫“太阳灶”；用于产生热水，就叫“太阳热水器”；为烘干用的设备，则称做“太阳能干燥器”等等。
♦太阳能也可通过光电池直接变成电能，这就是太阳能电池、光伏打电池。
它们具有安全可靠、无噪声、无污染、不需燃料、无需架设输电网、规模可大可小等优点，制造光电池的半导体材料，它们能吸收光子使电子按一定方向流动而形成电流.
中国太阳能年总辐射量大致在930--2330千瓦小时/平方米·年之间。
以1630千瓦小时/平方米·年为等值线，则自大兴安岭西麓向西南至滇藏交界处，把中国分为两大部分，其西北地区高于1630千瓦小时/平方米·年，此线东南侧低于这个等值线。
大体上说，我国约有三分之二以上的地区太阳能资源较好，特别是青藏高原和新疆、甘肃、内蒙古一带，利用太阳能的条件尤其有利。
生物能
♦生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍。
在各种可再生能源中，生物质是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。
据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021j。
♦生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，它包括薪柴，农林作物，农业和林业残剩物，食品加工和林产品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等（中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面）。
♦生物能具备下列优点:
♦
（1）提供低硫燃料
（2）提供廉价能源
（3）将有机物转化成燃料可减少环境公害（例如，垃圾燃料）
（4）与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。
♦其缺点有:
♦
（1）植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物，
（2）单位土地面的有机物能量偏低，
（3）缺乏适合栽种植物的土地，
（4）有机物的水分偏多（50%～95%）
生物能的利用
♦燃料直接燃烧时，热量利用率很低，仅15％左右，现用节柴灶热量利用率最多也只能达到25％左右，并且对环境有较大的污染。
♦经过发酵或高温热分解等方法可以制造甲醇、乙醇等干净的液体燃料。
♦这类生物质若在密闭容器内经高温干馏也可以生成一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等可燃性气体，这些气体可用来发电。
♦生物质还可以在厌氧条件下生成沼气，
♦此外科学家们还成功地培育出若干植物新品种，如巴西的香胶树（亦称石油树），每株年产50kg左右与石油成分相似的胶质。
美国人工种植的黄鼠草，每公顷可年产6000kg石油，美国西海岸的巨型海藻，可用以生产类似柴油的燃料油。
把生物质转化为可燃性的液体或气体是使古老能源焕发青春的途径。
♦目前生物质能的开发应用主要在三个方面：
一是在一些农村建立以沼气为中心的能量，物质循环系统，使秸杆中的生物能以沼气的形式缓慢地释放出来，解决燃料问题；二是建立以植物为能源的发电厂。
变“能源植物”为“能源作物”，如“石油树”，绿玉树，续随子；三是种植柑蔗，木薯，海草，玉米，甜菜，甜高粱等，既有利于食品工业的发展，植物残渣又可以制造酒精以代替石油。
风能
♦这是利用风力进行发电、提水、扬帆助航等的技术，这也是一种可以再生的干净能源。
♦风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。
据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。
全球可利用的风能约为百分之一，即使这样,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
♦全国可开发利用的风能资源总量为2.53亿千瓦。
资源分布也很广，在东南沿海、山东、辽宁沿海及其岛屿年平均风速达到6-9米／秒，内陆地区如内蒙古北部，甘肃、新疆北部以及松花江下游也属于风资源丰富区，在这些地区均有很好的开发利用条件。
中国的风能区大致情况为：
风能丰富区----包括东南沿海、台湾、海南岛，内蒙古北部西端和阴山以东，松花江下游地区。
♦风能较丰富区----东南沿海岸20-50千米，海南岛东部，渤海沿岸，东北平原，内蒙古南部，河西赶走廓青藏高原。
♦风能可利用区----闽、粤离岸50-100千米地带，大小兴安岭，辽河流域，苏北，长江、黄河中下游，两湖沿岸等地区。
♦风能欠缺区----四川、甘南、陕西、贵州、湘西、岭南等地。
♦到目前为止，相继在新疆、内蒙古、辽宁、广东、浙江、福建等地区建成了14个风电场，总装机容量5万千瓦。
地热能
♦地热能是来自地球深处的可再生热能。
它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。
地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。
在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面，这种热能的储量相当大。
♦地壳深处的温度比地面上高得多，利用地下热量也可进行发电。
在西藏的发电量中，一半是水力发电，约40％是地热电，火力发电只占10％左右。
海洋能
♦地球表面积约为5.1x108km2，其中陆地表面积为1.49x108km2，占29％；海洋面积达3.61x108km2，占71％。
以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积多达1.37x109km3。
一望无际的汪洋大海，不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量。
♦
♦潮汐能：
是一种利用水位变化所产生的位能及水流所产生的动能（潮流能）而获得的一有效能源。
♦波浪能：
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。
♦海洋温差能：
即利用深部海水与表面海水的温度差产生有用的能源。
♦海洋盐差能：
即利用两处含盐份高与含盐份低的海流，因混合产生渗透压作为动力，而可用以产生能源。
♦海流能：
利用高速度的洋流或潮流带动结合水车、推进器、及降落伞状物的水中电厂而将其转换为有用的能源。
♦在地球与太阳、月亮等互相作用下海水不停地运动，站在海滩上，可以看到滚滚海浪，在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能等，海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。
例如，潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力，涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成温差，从而形成温差能。
所有这些形式的海洋能都可以用来发电。
♦在我国大陆沿岸和海岛附近蕴藏着较丰富的海洋能资源，至今尚未得到应有的开发。
据调查统计，我国沿岸和海岛附近的可开发潮汐能资源理论装机容量达2179万千瓦，理论年发电量约624亿千瓦时，波浪能理论平均功率约1285万千瓦，潮流能理论平均功率1394万千瓦，这些资源的90％以上分布在常规能源严重缺乏的华东沪浙闽沿岸。
特别是浙闽沿岸在距电力负荷中心较近就有不少具有较好的自然环境条件和较大开发价值的大中型潮汐电站站址，不少已经做了大量的前期工作，具备近期开发的条件。
♦我国在东南沿海先后建成7个小型潮汐能电站，其中浙江温岭的江厦潮汐能电站具有代表性，它建成于1980年，至今运行状况良好
新能源的开发受到世界各国的重视，但进展缓慢，这是因为技术难度较大，对所需研究基金的投资要求较高。
新能源的开发都是综合性项目，涉及化学、物理、电子、机械、仪表控制等各行各业，其中所需各种新材料，需要化学工作者进行研制；许多化学过程和反应条件，需化学工作者进行深入细致的研究。
总之化学家将积极参与新能源的开发工作。
随着新能源的不断开发，世界能源结构正向多样化的方向发展。
4未来的能源
♦理想的能源---氢能
♦氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。
作为能源，氢有以下特点：
（l）所有元素中，氢重量最轻。
在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°c时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。
（2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
♦（3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。
据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
♦（4）除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kj/kg，是汽油发热值的3倍。
♦（5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。
♦（6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
♦（7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。
用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现在的内燃机稍加改装即可使用。
♦（8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
♦氢能的大规模的商业应用还有待解决以下关键问题：
♦廉价的制氢技术。
因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。
♦安全可靠的贮氢和输氢方法。
由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。
产生氢的方法
♦①用太阳能电站或光电池发电，电解水
♦②用聚焦太阳光的办法产生的高温，直接把水分解成氢和氧
♦③利用催化体系，让太阳光直接分解水
♦④利用生物工程的办法,生物制氢
海底新能源----燃冰
♦甲烷与水在海底的低温和高压下形成的冰状化合物,可以燃烧.
♦存贮量大,可供人类使用1000年以上.
♦“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子（CH4·H2O）。
它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关。
埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气（石油气）。
其中许多天然气又被包进水分子中，在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。
这是因为天然气有个特殊性能，它和水可以在温度2～5摄氏度内结晶，这个结晶就是“可燃冰”。
♦有天然气的地方不一定都有“可燃冰”，因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温，所以一般在冰土带的地方较多。
长期以来，有人认为我国的海域纬度较低，不可能存在“可燃冰”；而实际上我国东海、南海都具备生成条件。
东海底下有个东海盆地，面积达25万平方公里。
经20年勘测，该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。
尔后，中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件，在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围，并根据地温梯度、结合东海地质条件，勾画出“可燃冰”的分布区域，计算出它的稳定带的厚度，对资源量做了初步评估，得出“蕴藏量很可观”的结论。
这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。
♦1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。
科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。
随着研究和勘测调查的深入，世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加，1993年海底发现57处，2001年增加到88处。
据探查估算，美国东南海岸外的布莱克海岭，可燃冰资源量多达180亿吨，可满足美国105年的天然气消耗；日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。
据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。
按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。
可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。
♦探测证据表明：
仅南海北部的可燃冰储量，就已达到我国陆上石油总量的一半左右；此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里，其资源估算达4.1万亿立方米。
我国从1993年起成为纯石油进口国，预计到2010年，石油净进口量将增至约1亿吨，2020年将增至2亿吨左右。
因此，查清可燃冰家底及开发可燃冰资源，对我国的后续能源供应和经济的可持续发展，战略意义重大。
♦在未来十年，我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测，有望到2008年前后摸清可燃冰家底，2015年进行可燃冰试开采。
♦迄今，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。
如何开采、利用“可燃冰”
♦开采方案主要有三种。
第一是热解法。
利用“可燃冰”在加温时分解的特性，使其由固态分解出甲烷蒸汽。
但此方法难处在于不好收集。
海底的多孔介质不是集中为“一片”，也不是一大块岩石，而是较为均匀地遍布着。
如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。
方案二是降压法。
有科学家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解。
但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
方案三是“置换法”。
研究证实，将CO2液化（实现起来很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。
如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层，因CO2较之甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其置换出来。
存在的问题
♦但人类要开采埋藏于深海的可燃冰，尚面临着许多新问题。
有学者认为，在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大1020倍。
而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏，都足以导致甲
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