摘要：全球变暖和能源消耗加剧已成为目前我们面临的两大课题。文章从天然气水化合物的生产方法及发展进行研究。探讨天然气水化合物的可发展性。
关键词：NGH(天然气水合物),加工方法,发展
天然气是一种储量丰富的能源，价格比石油便宜，燃烧清洁，是一种绿色能源。在航运的舞台上，一个急切的信号表明：天然气贸易迅速发展促进了LNG船定单的空前增长。但天然气是不可再生资源，并且LNG生产过程相对昂贵。例如船舶行业中单艘LNG船的建造价格目前超过两亿美元，这些都是我们考虑的因素。有意思的是，据估计，世界上可开采的天然气有超过一半以上已被探明，但还有大量未开采的。在世界上任何角落都能发现或多或少的天然气水合物(NGH)储量。NGH本质上仅仅由水分子和气体分子组成的固体结晶体物质。水分子形成一种点阵晶体格架，燃气分子则填充于点阵结构间的空穴中，学术上称为做笼形结构。实际上这种结构是气水合物以雪、冰的形式存在依赖条件。NGH往往分布于寒冷的永冻土中(储量极其少)或深水的海底沉积物中(储量较多)。甲烷、丙烷和其他气体填充于笼形结构间中。气水合物可以释放大量普通的甲烷，产生巨大的能量。估计大约有 100,000到270,000,000 兆立方尺的天然气水合物广泛分布在全世界。事实上全球NHG储量数超过已知天然气储量数的观点被普认同，甚至已经有一些研究认为它是无穷尽的能源资源, 因此科学家们正在探索新能源的展之路。所有的声音听起来都充满着美好和希望, 但事实是现在这些资源并没有进行商业开采，这是因为NGH开采工艺的难题未能解决。然而，NGH的探索中有一种新的关注：发展和生产被称为"非原产地的" 或人工合成的NGH。
现在全世界估计大约 40-60%天然气储量被定义" 难开采"的，或者换句话说, 许多零散、产量不大的气田由于远离现有的输送管道和开采。而天然气的开采和输送初期投资非常大, 从经济上考虑开采是不可行的。相对于需要在 -162℃的低温条件下生产储存液化天然气(LNG)而言，人工合成NGH开采费用非常低。LNG燃料储存密度较低，输送同样单位容积的LNG和NGH，GH性价比高于LNG。因为NGH保持稳定的条件为正常大气压和 -20 ℃温度左右，所以实现人工合成NGH的生产、储藏、输送和气化能够成为可能，操作比较容易。人工合成NGH在适度的压力和温度条件下，由天然气和水相互作用形成类似冰状的固体物质。一立方米的可以释放出达 180立方米的天然，人工合成NGH在正常大气压和-20℃的情况下能够稳定的输送,它比天然气的输送更经济、更安全。所以从远景趋势考虑来看，NGH整个系统(包括生产、储藏、输送和气化)的全部投资费用，比LNG 便宜许多，更重要的是它为能源稀缺的世界提供了先前所没有的能源储量。由于LNG需要巨大的生产成本，对于小型的气田来说，经济上是不可行的。这使得小型气田更期待和关注NGH大的生产成本，对于小型的气田来说，经济上是不可行的。这使得小型气田更期待和关注NGH。
研究NGH固态化工艺以及NGH专用运输船技术的世界领头羊是日本的三井造船(MES)，在日本的新能源和工业技术发展组织协助下，MES成功研制了人工合成NGH生产工艺，具备了每日合成600Kg NGH的高速生产能力。而且MES已经和日本先进工业科学技术学会及大阪大学建立了合作关系，研究内容为批量NGH的堆放、运输、储藏和高压气化的全过程，日本油气和金属公司参与了共同设计。他们已经成功完成了高压条件下批量NGH的连续气化。这些生产方法的使用，最后消耗的能源大约是LNG一半左右。这个系统形成的球状物能够提供良好的填充和流动效率，同时具有所谓的“自我保护”功能，减少气体蒸发。
人工合成NGH加工成固体球丸进行运输必须全面改善货舱的处理功能， NGH船需要设计独立的货舱系统，关于NGH球丸装载和卸载的设计，科学家正在考虑使用机械传送系统，水平的把NGH球丸装载到货舱，从货舱里进行卸货则沿垂直方向输送的甲板上面，然后水平的输送，以便于海岸传送和气化。气化之后产生大量体积的残余水，这些水先返回到NGH船舱做压载之用，然后再返回到气田循环进行NGH生产。
另一个问题是装载人工合成NGH球丸的船舱还没有进行认证，获得国际认证需一个过程。这个过程已迈出了第一步，NK已和MES合作，日本海事协会正在初步作NGH船舱安全可行性研究。努力使NGH船达到LNG船相同的安全系数，并且正在申请IGC(联合国政府间版权委员会)的号码，尽可能的使号码的性质确定为人工合成NGH球丸是一种固体，而不是气体或液体。假设NGH的毒性和腐蚀性的反应可以忽略不计的的话，关键问题包含晶体结构的稳定性，低温和火灾的危险性。晶体结构相对稳定的时候，低温危险性考虑的内容包括设置第一层屏障的第二层屏障，以及舱壁的保温性。同样，火灾的危险性考虑明火隐患的除去，包括氧气和火花的潜在隐患。我们所有的考虑都要基于整体概念模型。
所有的研究表明，小型气田发展NGH的输送和存储，已经显示的巨大的潜力。NGH技术的充分发展以及未开发的天然气田开始开采，作为清洁环境的绿色能源，不仅仅是探索能源需求方面的巨大进步，同时发展了一个新行业，我们高兴的看到，一种新的船型---NGH，将成为新行业的主导者。
参 考 文 献
① 郑洪弢：世界液化天然气市场动向分析 国际石油经济出版 2006年 (06)
②王宝庆：《天然气液化技术及其应用》 天然气工业出版 2004,24(7)
③王 坤： 《LNG冷能利用技术及经济分析》 天然气工业出版 2004,24(7)
