冰火交融演繹生態(tài)文明

河北省雞澤縣食品藥品監(jiān)督管理局 蘇更林

冰火交融演繹生態(tài)文明

河北省雞澤縣食品藥品監(jiān)督管理局 蘇更林

可燃冰是世界公認(rèn)的清潔能源，因此引起了許多國家的高度重視。據(jù)新華社1月19日消息，經(jīng)過10余年的技術(shù)攻關(guān)，我國科學(xué)家終于攻克了可燃冰冷鉆熱采關(guān)鍵技術(shù)，這標(biāo)志著中國可燃冰開采技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，填補了國內(nèi)該領(lǐng)域空白，榮獲了2016年國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

可以燃燒的“冰”

我們通常所說的“冰”，指的是固態(tài)的水。因此，直覺告訴我們，“冰”是不能燃燒的。那么，可以燃燒的“冰”又是一種什么物質(zhì)呢？

原來，可以燃燒的“冰”叫做可燃冰，它是天然氣水合物的俗稱?？扇急羌淄轭愄烊粴獗话M(jìn)水分子中，在海底低溫與壓力條件下形成的一種透明結(jié)晶狀物質(zhì)。由于這種物質(zhì)大多呈白色或淺灰色，看起來與冰雪十分相似，并且能像蠟燭或酒精塊一樣燃燒，因此人們把它稱為可燃冰。

可燃冰是在特殊條件下形成的，因此具有非常獨特的分子結(jié)構(gòu)。從微觀角度來講，可燃冰的分子結(jié)構(gòu)就像是一個規(guī)整的“籠子”，這個“籠子”是由若干水分子組成的，并在“籠子”里面“關(guān)”著一個甲烷氣體分子。

非凡的清潔品質(zhì)

在可燃冰的世界里，冰火交融是一道獨特的風(fēng)景。讓我們一同走進(jìn)可燃冰的世界，去認(rèn)識它的燃燒品質(zhì)。

可燃冰是在低溫、高壓條件下，由天然氣與水分子結(jié)合而成的天然氣水合物，因此可形成單種或多種天然氣水合物。不過，由于形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷，所以通常將甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物稱為甲烷水合物。

可燃冰的結(jié)構(gòu)特征決定了它的優(yōu)秀品質(zhì)。例如，可燃冰是一種能量密度很高的能源。1立方米的可燃冰在常溫常壓下最多可分解出170多立方米的甲烷氣體，因此在開采時只需把固體的可燃冰升溫減壓即可釋放出大量的甲烷氣體。由于可燃冰內(nèi)含有大量甲烷或其他碳?xì)錃怏w，因此非常容易燃燒。在同樣的條件下，可燃冰燃燒產(chǎn)生的能量比煤炭、石油、天然氣都要多許多。

此外，在崇尚生態(tài)文明建設(shè)的今天，我們更關(guān)心可燃冰的燃燒品質(zhì)，即是否會產(chǎn)生環(huán)境污染?？扇急谌紵髱缀醪划a(chǎn)生任何殘渣或廢棄物，因此其污染要比煤炭、石油、天然氣等小得多。也正是因為如此，可燃冰一向被譽為21世紀(jì)的綠色能源。

科學(xué)開采造福人類

盡管可燃冰儲量極其豐富，但因其深藏于海底的巖石之中，開采利用具有很高的難度。難怪有人說：“誰掌握了可燃冰的開采技術(shù)，誰就可以執(zhí)21世紀(jì)世界能源之牛耳?！?/p>

我們都說可燃冰是一種清潔能源，但同時它又是一種非常危險的能源。因為在導(dǎo)致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用要比二氧化碳大10倍～20倍。這提醒人們，如果由于不當(dāng)開發(fā)導(dǎo)致甲烷氣體泄漏，則可能會因此增加地球的溫室效應(yīng)。同時，還有可能造成海洋生態(tài)的變化以及海底滑塌事件等。這些無疑都加大了可燃冰的開采難度。

我國從1999年開始對可燃冰開展實質(zhì)性的調(diào)查和研究。2004年，我國科學(xué)家開始對可燃冰鉆采進(jìn)行攻關(guān)，現(xiàn)已成功研發(fā)了國內(nèi)外首創(chuàng)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水合物冷鉆熱采關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)打破了國外水合物鉆探取樣技術(shù)的壟斷，填補了我國陸域天然氣水合物鉆采技術(shù)的空白。