可燃冰的發(fā)現(xiàn)是后石油時(shí)代的替代能源

可燃冰的發(fā)現(xiàn)是后石油時(shí)代的替代能源

幾天前，“廬山冷土帶”被證明是中國(guó)在中低緯度冷凍區(qū)發(fā)現(xiàn)“可燃冰”的第一個(gè)國(guó)家。從消息發(fā)布至今,圍繞“可燃冰”的爭(zhēng)論始終熱烈——有人說它是“后石油時(shí)代的替代能源”;有人認(rèn)為打開它意味著環(huán)境災(zāi)難,無異于打開了“潘多拉魔盒”;也有人將它比作“雙刃劍”,只是人類還需要時(shí)間學(xué)會(huì)利用它。它的出現(xiàn),究竟是福音還是陷阱?“可燃冰”與天然氣閃著藍(lán)光的白色晶體簌簌燃燒,巖芯中不斷冒出氣泡和水珠,白色結(jié)晶體分布在細(xì)沙巖裂隙中……專家收集了此次鉆獲“可燃冰”的十大證據(jù)和五大特征,這些專業(yè)的判斷標(biāo)志無可辯駁地顯示青藏高原“可燃冰”的存在?！翱扇急?有“固體瓦斯”之稱,是公認(rèn)的地球上還沒有開采的新型能源?？扇急?學(xué)名叫天然氣水合物,是由天然氣(主要是甲烷)與水在高壓低溫下形成的一種白色固態(tài)物質(zhì)。它外表像冰,卻遇火即燃,1立方米“可燃冰”能釋放出164立方米天然氣。它分布于海底沉積物和陸地永久凍土帶中,據(jù)估算,其資源量是全球已知煤、石油和天然氣等化石燃料資源量總和的兩倍,占地球全部有機(jī)碳總量的一半以上,可滿足人類未來1000年的需求。但值得注意的是,大部分的“可燃冰”正沉睡于海底,這一高能量密度物質(zhì)所能釋放的威力,也讓不少人把目光聚焦百慕大——百慕大海底恰好是一塊世界著名的天然氣水合物產(chǎn)地。這不由使人聯(lián)想到“百慕大三角之謎”,相傳,在這里航行的艦船或飛機(jī)常常神秘失蹤。因此,有科學(xué)家提出了“可燃冰融化”的猜想。有天然氣水合物研究者也認(rèn)為“這很有可能存在”:“如果大量氣體突然釋放到海里,海水的比重會(huì)迅速變輕,如果此時(shí)剛好有輪船經(jīng)過,非?？赡艹霈F(xiàn)輪船莫名其妙失蹤的事情。飛機(jī)失蹤也可以解釋:甲烷為主的大量可燃?xì)怏w從海水中冒出,若恰好飛機(jī)飛過,很有可能發(fā)生爆炸燃燒,這就是目前國(guó)際上比較盛行的解密百慕大之謎的假說之一。”“可燃冰”作為人類實(shí)踐的工具,其目前在全球范圍內(nèi)仍處于研究階段,將會(huì)出現(xiàn)分化和智能化的反應(yīng)有科學(xué)家推算,目前已發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)備量還可用40年,天然氣還可用70年,煤炭還可用190年?！翱扇急钡陌l(fā)現(xiàn),無疑讓陷入能源危機(jī)的人類看到新希望。2002年,當(dāng)200多位多國(guó)科學(xué)家聯(lián)手努力,在加拿大“馬更些凍土區(qū)”試開采出468立方米天然氣水合物時(shí),西方媒體驚呼“這是新能源利用的曙光”、“天然氣水合物開發(fā)利用史上的里程碑”。這尚未開發(fā)的新興能源似乎是上帝饋贈(zèng)人類的一份禮物。但是,也正因?yàn)椤翱扇急钡哪芰棵芏雀?稍有不慎就可能對(duì)環(huán)境造成危害,因此有人把它喻為“潘多拉盒子”。祝有海認(rèn)為,人們的普遍擔(dān)憂來自四方面原因:——人們最早發(fā)現(xiàn)“可燃冰”是在輸油氣管道里,甲烷與水因高壓低溫而固結(jié),造成管道堵塞,甚至引起爆炸,“這是非常討厭的一件事,最早的研究是為了防止這樣的災(zāi)害。”——溫度升高或壓力降低時(shí),“可燃冰”勢(shì)必分解,特別在海底,它的瞬間釋放極易引起海底滑坡和海嘯?！?dú)夂蜃兣??！翱扇急敝饕煞质羌淄?甲烷比二氧化碳的溫室效應(yīng)強(qiáng)20倍,盡管它壽命短,但大量甲烷突然進(jìn)入大氣會(huì)加劇全球氣候變暖?！翱扇急痹诤５追纸馐勾罅考淄闅怏w進(jìn)入海水,會(huì)導(dǎo)致深層海水缺氧,深海生物面臨絕境,“歷史上很多次大規(guī)模生物滅絕事件,在某個(gè)地質(zhì)界限上突然間生物滅絕百分之七八十以上,現(xiàn)在看有可能跟‘可燃冰’有關(guān)”。因此,全世界對(duì)海底“可燃冰”的研究都十分謹(jǐn)慎,只處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,在沒有解決開發(fā)給自然環(huán)境造成的問題之前,不會(huì)貿(mào)然行動(dòng)。跟海底相比,陸地上‘可燃冰’的安全性相對(duì)好些。環(huán)境危害也會(huì)發(fā)生危害有專家將“可燃冰”的危害歸為兩類:一類是自然界自然分解造成的危害,這一類無論你喜不喜歡,自然現(xiàn)象都客觀存在,如同地震和泥石流,人類最多是進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)防;第二類是人類活動(dòng)造成的,如鉆探過程中可能發(fā)生大量氣體冒出、鉆井事故等。關(guān)于應(yīng)對(duì)的思路,祝有海認(rèn)為主要是通過科學(xué)施工,把水合物的無序分解,變成一種有序的、可控制的分解,“為了避免水合物自然分解造成的危害,非常有必要把它開采出來,采出來用可能對(duì)自然的損害更少點(diǎn),另外,跟石油、煤比較,‘可燃冰’屬于環(huán)境友好型能源,燒了幾乎什么都留不下,它相對(duì)是比較潔凈的?！敝劣陂_發(fā)方案,祝有海介紹了“二氧化碳置換法”:科學(xué)界提出把二氧化碳注入海底,拿二氧化碳?xì)怏w置換可燃冰里的甲烷,使原來的甲烷水合物分解掉,變成二氧化碳水合物,分解掉的甲烷被收集起來,當(dāng)作天然氣。這真是個(gè)兩全其美之策:一方面提取了有用的天然氣,同時(shí)又把討厭的二氧化碳收集起來存在地下?！斑@是國(guó)際上提出的一個(gè)設(shè)想,還在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段,能否實(shí)施還未知?！比绾伍_采對(duì)環(huán)境危害更少?“這將是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的認(rèn)識(shí)過程?！弊Ｓ泻Ｕf,要研究探索如何既能開發(fā)利用,又不傷害環(huán)境,特別是在生態(tài)脆弱的青藏高原。中國(guó)凍土區(qū)“可燃冰”的全景資源量我國(guó)是世界上第三凍土大國(guó),215萬平方公里、占國(guó)土總面積22.4%的大片多年凍土下,藏有許多未知的寶藏。2004年,中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所,對(duì)青藏高原和東北兩個(gè)凍土帶進(jìn)行了一次大范圍地質(zhì)考察,他們深入祁連山、青藏高原腹地羌塘盆地,取得第一手資料,并據(jù)此編制出我國(guó)凍土區(qū)首張“可燃冰藏寶圖”——認(rèn)為青藏高原的羌塘盆地、祁連山木里地區(qū)、青藏鐵路沿線的風(fēng)火山-烏麗地區(qū)和東北漠河盆地有可能找到“可燃冰”。正是這張“藏寶圖”奠定了祁連山凍土區(qū)鉆得“可燃冰”的重要突破。同樣依據(jù)這張圖,專家粗略估算,中國(guó)凍土區(qū)“可燃冰”的遠(yuǎn)景資源量可達(dá)350億噸油當(dāng)量?！霸谄钸B山找到‘可燃冰’只是突破性的第一步,至于具體有多少、分布怎樣,這都是我們下一步要做的。”有專家說。有媒體報(bào)道時(shí)將“資源量”改為“儲(chǔ)量”,“這可萬萬不行”——目前科學(xué)家只勘察到“遠(yuǎn)景資源量”,還不能根據(jù)已知的情況計(jì)算出海域和陸域可燃冰的具體儲(chǔ)量,因?yàn)椤扇急倪h(yuǎn)景資源量是根據(jù)局部地區(qū)的勘察結(jié)果計(jì)算的,結(jié)果往往和實(shí)際儲(chǔ)量存在差距。我們現(xiàn)在只打了幾個(gè)孔,而且距離很近,還無法計(jì)算整體儲(chǔ)量。油氣運(yùn)移研究在試生產(chǎn)方面,目前國(guó)際上有俄羅斯的西伯利亞麥索亞哈油氣田、加拿大的麥肯齊三角洲凍土區(qū)和美國(guó)的阿拉斯加在做,都處在高緯度的北冰洋附近,“在陸地上做成功以后,才會(huì)向海底進(jìn)軍”。大規(guī)模利用可燃冰時(shí)間比較漫長(zhǎng),但很多國(guó)家對(duì)“可燃冰”都非常重視,美國(guó)計(jì)劃在2015年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn),日本、印度計(jì)劃在2016年,“現(xiàn)在我們這個(gè)領(lǐng)域大部分人的觀點(diǎn),一般認(rèn)為2020年前后實(shí)現(xiàn)凍土區(qū)“可燃冰”的商業(yè)性開發(fā)”。有人說俄羅斯已經(jīng)投入“可燃冰”商業(yè)性生產(chǎn)了,到現(xiàn)在為止麥索亞哈油氣田生產(chǎn)了126億立方米天然氣,根據(jù)理論分析,大概69億立方米天然氣是從“可燃冰”分解出來的。但科學(xué)的東西有很多偶然性,西方主流媒體、科學(xué)界都不認(rèn)為俄羅斯是商業(yè)生產(chǎn),而只是“歪打正著”——原先沒人知道此地有“可燃冰”,可常規(guī)天然氣恰好處在“可燃冰”蓋層正下方,常規(guī)天然氣被抽走時(shí),壓力降低,上層的“可燃冰”蓋層就分解了,變成天然氣,隨常規(guī)天然氣一起從采氣管道出來了。國(guó)際上認(rèn)為這是誤打誤撞的“降壓法”,專門開采“可燃冰”恐怕就沒這么簡(jiǎn)單了。而真正的試生產(chǎn),要數(shù)“加拿大馬更些凍土區(qū)天然水合物試生產(chǎn)”項(xiàng)目。用的是加溫法,大概80℃的熱水往鉆孔里打,用循環(huán)系統(tǒng)把水合物分解生成的氣體收集起來。盡管量很小,但《紐約時(shí)報(bào)》、《時(shí)代》等西方主流媒體仍認(rèn)為“這是新能源利用史上的曙光”、“具有里程碑意義”。對(duì)很多新資源的探索都是從無到有,一步一步做出來的。2008年,在馬更些凍土區(qū)的幾乎同一個(gè)地點(diǎn)、用