可燃冰，能源機(jī)遇or環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

船舷

21年前的夏天，德國(guó)科學(xué)家在北太平洋海底800米深處，第一次取出可燃冰樣品，并使人類第一次看到，冰雪般的東西被點(diǎn)燃后，會(huì)發(fā)出魔幻般淡紅色的火焰；耗盡能量后，碩大的冰塊竟變成了一灘清水……

可燃冰的由來(lái)

可燃冰的學(xué)名叫甲烷水合物，它的形狀像石蠟遇熱尚未融化的樣子，潔白而綿軟。它是甲烷氣體和水分子在高壓低溫作用下合成的特殊產(chǎn)物。它像地毯一樣覆蓋在10%的海底，總面積達(dá)4000萬(wàn)平方千米，所處深度數(shù)百到數(shù)千米不等。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，全球可燃冰總儲(chǔ)量高達(dá)25000萬(wàn)億立方米，是石油、天然氣和煤總儲(chǔ)量的兩倍，假如能夠安全開(kāi)采，至少可供人類使用數(shù)百年。

至于它的來(lái)歷，按美國(guó)科學(xué)家的說(shuō)法，是海洋微生物和海底油氣在海洋板塊運(yùn)動(dòng)作用下的產(chǎn)物。因?yàn)檎嫉厍?/3的生命是由生活在海床下的微生物構(gòu)成的，那里沒(méi)有氧氣，一片黑暗，億萬(wàn)年來(lái)，無(wú)以記數(shù)的微生物從不停歇地制造著甲烷。另外，當(dāng)海洋板塊下沉?xí)r，海底油氣隨板塊邊緣噴涌而出，在接觸到冰冷的海水時(shí)，天然氣與海水會(huì)發(fā)生化學(xué)作用，日積月累，在高壓低溫的作用下，就形成了浩瀚厚實(shí)的可燃冰，并像地毯一樣鋪在海底。

可燃冰儲(chǔ)量最多的國(guó)家是俄羅斯，其次是日本、加拿大和美國(guó)。據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局估計(jì)，美國(guó)可燃冰的蘊(yùn)藏量為9600萬(wàn)億立方米，是其傳統(tǒng)天然氣儲(chǔ)量的200倍。豐厚的利潤(rùn)，自然引起投資者關(guān)注，可是美國(guó)科學(xué)家卻一再告誡政府，對(duì)可燃冰的開(kāi)發(fā)務(wù)必慎重，因?yàn)檫@種極易揮發(fā)的氣體曾經(jīng)多次危害環(huán)境，甚至給地球生物帶來(lái)滅頂之災(zāi)。

延遲開(kāi)發(fā)的原因

早在二百多年前，英國(guó)化學(xué)家普得斯特理發(fā)現(xiàn)，在溫度和壓強(qiáng)合適時(shí)，氣體很容易生成氣體水合物。所以人們將普得斯特理稱為甲烷水合物之父。20世紀(jì)30年代，人們?cè)谟蜌夤艿篮图庸ぴO(shè)備中發(fā)現(xiàn)了冰狀固體堵塞現(xiàn)象，這些固體就是人們現(xiàn)在所說(shuō)的可燃冰。1965年蘇聯(lián)科學(xué)家預(yù)言，天然氣的水合物可能存在海洋底部的地表層中，后來(lái)人們果然在北極的海底表層發(fā)現(xiàn)了大量的可燃冰。

時(shí)值美國(guó)NASA的“阿波羅計(jì)劃”進(jìn)行時(shí)，NASA的燃料專家正在苦尋可以替代液氧的更輕、熱值更大的燃料。因?yàn)轶w型龐大的“土星”火箭進(jìn)入太空后，最多時(shí)每秒需消耗13噸燃料，極大地壓縮了宇宙飛船的有效載荷。得知可燃冰的存在后，美國(guó)科學(xué)家興奮不已，立刻將開(kāi)采利用可燃冰確定為國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，全力以赴地投入分析研究，希望能以最快的速度占領(lǐng)這塊世界新能源高地。他們馬上制定了《國(guó)際深海鉆探計(jì)劃》，派出當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的“格洛瑪·挑戰(zhàn)者號(hào)”鉆探船連續(xù)在各大洋海域的450個(gè)點(diǎn)，打出了700個(gè)鉆孔，同時(shí)進(jìn)行了80次深海鉆探，取得了大量的珍貴資料。如此這般以后，他們不僅掌握了自己海域可燃冰的概況，而且連全世界可燃冰的概況也通盤(pán)掌握了。

從此以后，美國(guó)科學(xué)家一直處于世界可燃冰研究的領(lǐng)先水平。照理說(shuō)，以美國(guó)的科技水平，他們?cè)缇驮撨M(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)采了，但世人卻遲遲未見(jiàn)他們的后續(xù)動(dòng)作。有人猜測(cè)，美國(guó)人的心思沒(méi)在可燃冰的商業(yè)價(jià)值上，他們重點(diǎn)放在進(jìn)行理論研究上，因?yàn)樗麄兿Ｍ谖磥?lái)的星際旅行時(shí)，能夠開(kāi)發(fā)其他星球上甲烷水合物用作飛船能源，在即將到來(lái)的星際大開(kāi)發(fā)中確保難以撼動(dòng)的領(lǐng)先地位。

其實(shí)，情況遠(yuǎn)非那么簡(jiǎn)單。就在各國(guó)科學(xué)家紛紛建議政府投資開(kāi)發(fā)可燃冰，以解煤炭、石油等能源告罄之虞時(shí)，美國(guó)科學(xué)家卻告誡世人要審慎開(kāi)發(fā)可燃冰，因?yàn)榕缓每赡芗觿厥倚?yīng)。即使是極少的可燃冰被釋放到大氣中，后果也可能是災(zāi)難性的。

正是因?yàn)檫@種擔(dān)憂，美國(guó)沒(méi)有立刻著手開(kāi)發(fā)可燃冰。他們擔(dān)心，棘手的環(huán)境問(wèn)題一旦形成，將很難逆轉(zhuǎn)。

可燃冰開(kāi)發(fā)具爭(zhēng)議

實(shí)事求是地講，人類對(duì)自己過(guò)度索取自然的行為后果，有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出“鴕鳥(niǎo)心理”——沒(méi)有勇氣面對(duì)可能誘發(fā)的負(fù)面效應(yīng)。比如，我們掏空地球里的石油和煤炭，這將對(duì)未來(lái)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來(lái)怎樣的影響？

目前科學(xué)界對(duì)可燃冰開(kāi)發(fā)有兩種觀點(diǎn)，以美國(guó)俄勒岡大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家格雷沃里為首的一派認(rèn)為，甲烷水合物是自然界中隱身的惡魔，會(huì)不定期地向地球發(fā)難，應(yīng)是人類今后重點(diǎn)防范的自然災(zāi)害之一。

遠(yuǎn)在2.5億年前的二疊紀(jì)末期，一種突然降臨的災(zāi)害短時(shí)間內(nèi)毀滅了地球上的大部分生物?？茖W(xué)界普遍認(rèn)為這是一顆小行星撞擊地球所致，但格雷沃里卻認(rèn)為是海底積存的巨量甲烷發(fā)生爆炸，導(dǎo)致氣候溫度驟然上升，泛濫至地面的大火又消耗了大氣中的氧，所以，多數(shù)地球生物相繼斃命，甚至包括很多魚(yú)類。

這樣的危險(xiǎn)性不僅在于甲烷水合物積累到臨界值后溢出，還在于現(xiàn)在我們依舊一刻不停地將二氧化碳排放進(jìn)大氣，甚至稻田里的細(xì)菌與各地的牛羊也一刻不停地制造甲烷，加速著地球變暖的進(jìn)程。而溫度升高正是使甲烷水合物汽化的直接誘因。格雷沃里估計(jì)，北冰洋可能是今后甲烷水合物災(zāi)害的導(dǎo)火索。因?yàn)槟抢锏目扇急蠖嘣跍\海，并且是靠低溫而非高壓形成的。所以它一旦發(fā)生溢出爆炸，就是上帝也束手無(wú)策。

另一種觀點(diǎn)是，可燃冰就像陸地上的森林一樣，生生息息自有規(guī)律，即使作用于自然，也不會(huì)很嚴(yán)重，完全不必杞人憂天。這個(gè)觀點(diǎn)的代表人物是美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉分校的海洋地質(zhì)學(xué)教授海格爾。

海格爾說(shuō)，可燃冰的變遷會(huì)給地球帶來(lái)災(zāi)難性后果的說(shuō)法還沒(méi)有直接的證據(jù)，很多人可能是被它龐大的儲(chǔ)量給嚇壞了，問(wèn)題其實(shí)并沒(méi)有那么嚴(yán)重，即使有甲烷溢出也是非常少的，根本不足以影響氣候。他們?cè)诙砝諏浇暮Ｃ鎸?duì)一塊漂浮的可燃冰進(jìn)行追蹤，老遠(yuǎn)就能看見(jiàn)它亮光閃閃的一片，起初他們還以為是它正在釋放甲烷氣體，接近一看，原來(lái)是它釋放的氣泡被石油包裹著，故而五光十色。他們還就地做了觀察試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)多的可燃冰會(huì)自行溶解在海水里，而沒(méi)有釋放出來(lái)。這充分說(shuō)明，可燃冰釋放的甲烷也是海洋食物鏈的一環(huán)——海水里的需氧菌消耗甲烷，而進(jìn)入大氣的部分卻是甲烷消費(fèi)者釋放的二氧化碳。

令人欣慰的是，中國(guó)將開(kāi)采可燃冰活動(dòng)可能對(duì)環(huán)境的影響考慮在先，自始至終對(duì)作業(yè)周邊海域的空氣變化進(jìn)行著密切追蹤監(jiān)測(cè)，向世界展示了極其負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象。

在試采可燃冰過(guò)程中，中國(guó)工程技術(shù)人員一方面根據(jù)水合物區(qū)海底地形地貌特征、工程地質(zhì)特征、水合物儲(chǔ)層特征，通過(guò)合理設(shè)計(jì)井位及降壓方案，從工程設(shè)計(jì)上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題和災(zāi)害問(wèn)題；另一方面構(gòu)建了海水—海底—井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實(shí)時(shí)、全過(guò)程監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，此次試采未對(duì)周邊大氣和海洋環(huán)境造成影響，整個(gè)過(guò)程安全、友好、可控、環(huán)保。

中國(guó)此次安全環(huán)保試采可燃冰的意義，比其所獲得經(jīng)濟(jì)價(jià)值更珍貴，因?yàn)椋欢〞?huì)為人類未來(lái)大規(guī)模開(kāi)發(fā)可燃冰提供寶貴的借鑒。