可燃冰！可燃冰！這幾天幾個(gè)大國(guó)都發(fā)布了關(guān)于可燃冰的消息。中國(guó)18日宣布南?？扇急嚥沙晒Α４饲?，美國(guó)12日宣布正在進(jìn)行墨西哥灣可燃冰鉆探研究，日本4日宣布從近海可燃冰中提取甲烷。

此后有報(bào)道稱，以使用天然氣作為燃料的汽車為例，如果100升天然氣一次能跑300公里，那么同樣體積的可燃冰，汽車就能跑5萬(wàn)公里。

因此，“100升可燃冰可以支撐一輛車行駛5萬(wàn)公里”已經(jīng)被很多媒體和網(wǎng)友廣泛傳播。

出乎意料的是，許多能源專家學(xué)者對(duì)這一說(shuō)法表示懷疑。其中，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院政策研究室主任任吉江表示，上述說(shuō)法“只能理解為一種開(kāi)玩笑的資源評(píng)估方法，與現(xiàn)實(shí)不符。與此無(wú)關(guān)，不科學(xué)。”

那么，可燃冰是一種什么物質(zhì)呢？在哪里可以找到？其發(fā)展前景如何？它將在世界能源供應(yīng)中發(fā)揮什么作用？

可燃冰不是冰

可燃冰不是冰，被稱為“天然氣水合物”或“氣體水合物”。它是水和天然氣在高壓低溫下混合產(chǎn)生的固體物質(zhì)，是水和天然氣在一定條件下組成的冰狀、籠狀結(jié)晶化合物?？雌饋?lái)像冰雪或者固體酒精，點(diǎn)燃就能燃燒。

它的熱量很高，1立方米的可燃冰可以釋放164立方米的天然氣，燃燒值約為半噸煤。據(jù)估計(jì)，可燃冰中含有的有機(jī)碳總量是世界上已知的煤、石油和天然氣的兩倍。

可燃冰的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是燃燒后只會(huì)產(chǎn)生少量的二氧化碳和水，與其他常規(guī)化石能源不同，它還會(huì)產(chǎn)生其他氧化物污染。

科學(xué)家認(rèn)為可燃冰在世界各地廣泛存在。大約27%的陸地是形成可燃冰的潛在區(qū)域，而大約90%的海洋也是潛在區(qū)域。

到目前為止，世界各地海洋和大陸地層中可燃冰的探明儲(chǔ)量已經(jīng)相當(dāng)于全球傳統(tǒng)化石能源儲(chǔ)量的兩倍以上，其中海底可燃冰的儲(chǔ)量足夠人類使用1000年。可燃冰因其儲(chǔ)量大、清潔環(huán)保而被譽(yù)為潛在的“新能源寶庫(kù)”。

可燃冰從哪里來(lái)

可燃冰的探索可以追溯到1810年，英國(guó)科學(xué)家大衛(wèi)在實(shí)驗(yàn)室的水中引入氯氣，0℃以上出現(xiàn)“冰塊”，他第一次認(rèn)識(shí)到氣體水合物。

1930年，為了輸送天然氣，美國(guó)開(kāi)始鋪設(shè)巨型天然氣管道。由于管道經(jīng)常堵塞，工程師們切開(kāi)管道，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)奇怪的“冰堵”，堵塞了天然氣的輸送。研究了這種物質(zhì)后，他們意識(shí)到它是天然氣和水的混合物，具有很強(qiáng)的燃燒能力。

關(guān)于可燃冰的起源，目前主要有兩種觀點(diǎn)。一種是它們起源于海底下的細(xì)菌。海底有許多動(dòng)物和植物的遺骸。當(dāng)這些遺骸腐爛時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌，并釋放出甲烷。當(dāng)滿足高壓低溫條件時(shí)，細(xì)菌產(chǎn)生的甲烷氣體被鎖定為水合物。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為可燃冰是由海洋板塊的活動(dòng)形成的。當(dāng)海洋板塊下沉?xí)r，較老的海底地殼沉入地球，海底石油和天然氣隨著板塊邊緣上升到地表。當(dāng)暴露在寒冷的海水中和在深海壓力下時(shí)，天然氣與海水反應(yīng)形成水合物。

可燃冰的形成有三個(gè)基本條件。第一，溫度不宜過(guò)高，但可在0℃以上形成，0℃-10℃為宜，最高限制在20℃左右。溫度越高，可燃冰就會(huì)分解。第二個(gè)壓力應(yīng)該夠了，但不要太高。0℃時(shí)，壓力在30個(gè)大氣壓以上時(shí)可能產(chǎn)生。第三，必須有氣源。

利用是世界難題

雖然儲(chǔ)量巨大，但可燃冰的開(kāi)發(fā)利用是一個(gè)世界性的問(wèn)題。

可燃冰要么位于浩瀚的海洋底部，要么位于凍土地帶，很難發(fā)育。由于可燃冰本身的一些物理性質(zhì)，開(kāi)采也很困難。

青海省天峻縣木里鎮(zhèn)祁連山南麓可燃冰鉆探現(xiàn)場(chǎng)

可燃冰是低溫高壓的共同產(chǎn)物。但是可燃冰對(duì)于高壓的“愛(ài)好”遠(yuǎn)大于對(duì)于低溫的“愛(ài)好”。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可燃冰在足夠高的壓力下仍能保持18℃時(shí)的“冰”性質(zhì)，是一種出而不出的“高溫冰”。

然而，它給可燃冰的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很大的困難。如果不能保證足夠的高壓和低溫，可燃冰會(huì)迅速融化成水和甲烷。如果不能很好地收集甲烷，大量甲烷將直接進(jìn)入大氣，全球氣候?qū)⒚媾R災(zāi)難。

在海洋深處開(kāi)采可燃冰，除了面臨類似的環(huán)境問(wèn)題外，還可能造成海底軟化、大規(guī)模海底滑坡和海底工程設(shè)施的破壞。處理不當(dāng)甚至可能在全球范圍內(nèi)人為造成許多“百慕大三角洲”——許多科學(xué)家認(rèn)為，不穩(wěn)定的天然氣水合物造成了“百慕大三角洲之謎”。

中國(guó)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所朱友海博士曾指出，我國(guó)可燃冰還處于試生產(chǎn)階段，目前的發(fā)展主要面臨三個(gè)問(wèn)題

第一，有技術(shù)難點(diǎn)。中國(guó)的天然氣開(kāi)采技術(shù)相對(duì)成熟，但開(kāi)采可燃冰比開(kāi)采天然氣多一個(gè)程序。而開(kāi)發(fā)不當(dāng)會(huì)造成天然氣泄漏。

第二，成本方面，開(kāi)采是否經(jīng)濟(jì)。如果降低油價(jià)，是否會(huì)增加開(kāi)發(fā)成本也值得考慮。

第三，環(huán)境問(wèn)題，如果開(kāi)發(fā)會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞，那么它的開(kāi)發(fā)是沒(méi)有意義的。其實(shí)所有的能源開(kāi)采都會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的破壞，但是隨著科技的發(fā)展，在可控狀態(tài)下開(kāi)發(fā)可燃冰是可行的。

所以，如果你想使用可燃冰，你必須等待幾年...

會(huì)不會(huì)釋放大量溫室氣體

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，科學(xué)家最新研究指出，可燃冰的分解不太可能導(dǎo)致大量甲烷氣體釋放到大氣中。

可燃冰是一種在高壓低溫下的固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。其主要成分是甲烷和水，呈白色或淺灰色，一經(jīng)點(diǎn)燃可持續(xù)燃燒。

甲烷本身就是一種溫室氣體，有專家說(shuō)過(guò)去氣候事件中可燃冰分解釋放的甲烷可能會(huì)促進(jìn)全球變暖。根據(jù)最新評(píng)論，海水逐漸變暖可能導(dǎo)致部分海底區(qū)域可燃冰沉積物分解。

目前，科學(xué)家的最新研究表明，不僅海洋中可燃冰每年分解釋放的甲烷量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人類活動(dòng)排放到大氣中的溫室氣體量，而且分解釋放的甲烷氣體也不會(huì)到達(dá)大氣中。相反，甲烷儲(chǔ)存在海底沉積物中，溶解在海洋環(huán)境中，或者被沉積物中的微生物轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

科學(xué)家分析了北冰洋的可燃冰，重點(diǎn)觀察了海洋和大氣之間甲烷的轉(zhuǎn)化。研究報(bào)告作者指出，北冰洋空大氣中的甲烷不能直接歸因于近期氣候變化引起的可燃冰分解，也不是冰河時(shí)代結(jié)束以來(lái)的長(zhǎng)期氣候變暖造成的。