能供人類用一千年的能源

森　堡

可燃冰在外形上與固體酒精有幾分神似，也可以像固體酒精那樣直接點(diǎn)燃。但它們的組成有天壤之別，固體酒精是醋酸鈉與酒精形成的人工凝膠，與冰沒(méi)什么關(guān)系，而可燃冰是甲烷與水組成的混合物，里面含有冰晶成分，沒(méi)有人工凝膠。

儲(chǔ)量是化石能源的兩倍

令人驚奇的是，這樣獨(dú)特的結(jié)構(gòu)是大自然給人類留下的一筆巨大的能源資產(chǎn)。

據(jù)美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1立方米可燃冰最多可分解產(chǎn)生164立方米的甲烷氣體，是一種潛力巨大的能源。

在零攝氏度以上，30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下，地底的甲烷逐漸被水分子固定，形成固體形態(tài)的可燃冰。據(jù)估計(jì)，陸地上20.7％和大洋底90％的地區(qū)，都具有形成可燃冰的有利條件?？扇急晃鞣綄W(xué)者稱為“未來(lái)新能源”。目前在世界各地的海洋及大陸地層中，已探明的可燃冰儲(chǔ)量相當(dāng)于全球傳統(tǒng)化石能源(煤，石油、天然氣等)儲(chǔ)量的兩倍以上，其中海底可燃冰的儲(chǔ)量就夠人類使用1000年。去年11月，美國(guó)地質(zhì)勘測(cè)局(USGS)一個(gè)研究小組宣稱，僅在阿拉斯加北部海區(qū)蘊(yùn)藏的可燃冰，就足夠l億個(gè)家庭使用10年。

儲(chǔ)存和利用是難點(diǎn)

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，可燃冰就是埋在海洋或凍土層下的天然氣礦層。盡管含量如此豐富，但利用起來(lái)卻面臨麻煩。由于大量甲烷集中在籠狀結(jié)構(gòu)中，直接開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致甲烷泄露。甲烷導(dǎo)致全球氣候變暖的能力是二氧化碳的25倍左右，如在開(kāi)采可燃冰的過(guò)程中將大量甲烷排入大氣，溫室效應(yīng)將達(dá)到人類難以忍受的地步。

目前，全球很多能源實(shí)驗(yàn)室都在研發(fā)利用可燃冰的技術(shù)。

美國(guó)地質(zhì)勘測(cè)局聯(lián)合美國(guó)能源部發(fā)布的一份報(bào)告中提到，研究人員發(fā)明了一種二氧化碳置換法，在實(shí)驗(yàn)中已取得成功。美國(guó)能源部已同康菲石油公司合作，希望能在阿拉斯加附近海底的礦層中利用這種方法開(kāi)采可燃冰。

研究證實(shí)，將二氧化碳液化，注入1500米以下的海水中，就會(huì)生成二氧化碳水合物，它的密度比海水大，會(huì)沉入海底。如果將二氧化碳注入海底的可燃冰儲(chǔ)層，因二氧化碳較甲烷更容易形成水合物，就能將可燃冰中的甲烷分子“擠走”，從而將其置換出來(lái)。這樣既可將燃燒甲烷產(chǎn)生的二氧化碳埋入海底，又可“解放”甲烷。把危害人類的二氧化碳“鎖入”深海，換來(lái)對(duì)人類有利的甲烷，整個(gè)過(guò)程可用“偷梁換柱”來(lái)形容。

美國(guó)地質(zhì)勘測(cè)局的蒂姆·科萊特博士是美國(guó)地質(zhì)勘測(cè)局聯(lián)合美國(guó)能源部發(fā)布的這份報(bào)告的作者之一，他說(shuō)：“可燃冰是人類未來(lái)采用清潔燃料的一座橋梁，未來(lái)人類將更多地采用清潔環(huán)保能源。”他認(rèn)為按此方法開(kāi)采可燃冰(二氧化碳置換法)，有助于減緩全球氣候變暖，不僅比其他燃料釋放更少的二氧化碳?xì)怏w，還能把大量二氧化碳送入深海。

我國(guó)也有大量可燃冰供開(kāi)采

2007年5月，中國(guó)地質(zhì)勘探人員首次在南海采集到了高純度可燃冰樣品，成為繼美國(guó)，日本、印度之后，第4個(gè)采到可燃冰實(shí)物樣品的國(guó)家。專家根據(jù)地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)分析，中國(guó)在塔里木盆地、藏北高原的凍土層中都有大量可燃冰層。

科萊特研究報(bào)告中的數(shù)據(jù)顯示，目前全球各地可燃冰中的甲烷總量達(dá)到了1000～100000萬(wàn)億立方米，可提供的能量比目前所剩的石油多得多。但橫亙?cè)谌藗兠媲暗拈_(kāi)采難題，就像人們?cè)诶檬椭鯇?duì)幾千米下的油層毫無(wú)辦法一樣，海底數(shù)百甚至數(shù)千米的可燃冰帶來(lái)的麻煩更大。海底高壓、缺氧、低溫環(huán)境的情況異常復(fù)雜，既要保證無(wú)污染利用，還要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，有諸多難題需要克服。