可燃冰會(huì)成為未來(lái)重要能源嗎？

• 2018年11月27日 HaoChenChong來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng) 1231 80
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  市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，新能源技術(shù)裝備行業(yè)發(fā)展機(jī)遇大，如何驅(qū)動(dòng)行業(yè)內(nèi)在發(fā)展動(dòng)力？

  伴隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)新能源技術(shù)也逐步縮短了與世界先進(jìn)水平的差距，目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一批實(shí)用化和商業(yè)化的裝置，具備了設(shè)計(jì)、建造大型現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)的能力，同時(shí)，興建起一大批國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)基...

人類已經(jīng)成功從海床中提取出了一種鮮有人問(wèn)津的燃料——甲烷水合物，又稱可燃冰。支持者認(rèn)為，可燃冰可以有效解決能源危機(jī)。

人類已經(jīng)成功從海床中提取出了一種鮮有人問(wèn)津的燃料——甲烷水合物，又稱可燃冰。支持者認(rèn)為，可燃冰可以有效解決能源危機(jī)。但它是否存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)呢?在海床下面，埋藏著眾多被困在冰“分子籠”中的甲烷。在有些地區(qū)，覆蓋著這些冰與甲烷的沉積物已經(jīng)逐漸消失，露出了一堆堆略呈白色、形同臟冰的物質(zhì)。

如果把這種物質(zhì)撈出水面，它的外觀與手感都與普通的冰幾乎無(wú)異，只不過(guò)你的手心會(huì)感覺(jué)到它正在冒氣泡。但若用點(diǎn)燃的火柴靠近它，它并不會(huì)像冰塊一樣融化，而是會(huì)燃燒起來(lái)。如今有許多大型國(guó)際科研項(xiàng)目和公司都在爭(zhēng)相從海底捕撈這種奇異的、反直覺(jué)的物質(zhì)，希望把可燃冰中所含的甲烷用作燃料。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，人們也許再過(guò)10年左右，便可以開(kāi)始提取可燃冰了。但到目前為止，這條路走得相當(dāng)不順利。

毫無(wú)疑問(wèn)，可燃冰可以成為重要的燃料來(lái)源。據(jù)近期研究估計(jì)，可燃冰中的碳元素約占其它化石能源——如石油、天然氣和煤炭——的三分之一。有幾個(gè)國(guó)家很希望提取出這種能源，日本尤其如此。可燃冰并不難找，往往會(huì)留下很明顯的痕跡。但問(wèn)題在于，如何捕獲其中的甲烷、并將其帶到地表。

“有一點(diǎn)很清楚：我們永遠(yuǎn)不可能親自潛入海底，像開(kāi)采礦石一樣開(kāi)采可燃冰?！睅ьI(lǐng)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查天然氣水合物項(xiàng)目的科學(xué)家卡洛琳?拉佩爾(Carolyn Ruppel)指出。

這一切都要?dú)w咎于物理學(xué)。甲烷水合物對(duì)壓力和溫度非常敏感，不能簡(jiǎn)單地?fù)破鹆耸?。它們通常形成?00米深的海底下方數(shù)百米處，那里的壓強(qiáng)遠(yuǎn)高于地表，且溫度接近零度。一旦離開(kāi)這種環(huán)境，可燃冰就會(huì)迅速分解，根本來(lái)不及采集其中的甲烷。不過(guò)，我們還有別的方法來(lái)采集它。

“恰恰相反，我們必須迫使甲烷從可燃冰中釋放出來(lái)，然后就可以對(duì)釋放出的氣體進(jìn)行采集了?！崩鍫柦忉尩?。

這正是一項(xiàng)日本政府贊助的研究項(xiàng)目的計(jì)劃在海床的甲烷水合物礦藏中鉆了一個(gè)孔，并對(duì)其進(jìn)行降壓處理，成功從中釋放出了甲烷氣體。此次測(cè)試持續(xù)了六天時(shí)間，直到后來(lái)砂子灌入鉆井，阻塞了氣體的釋放。但公眾對(duì)此的反應(yīng)褒貶不一。有些人很高興人類看到了實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的希望。有些人則對(duì)該技術(shù)持警惕態(tài)度，因?yàn)樗鼤?huì)干擾板塊交界處附近的海床。

“總的來(lái)說(shuō)，人們對(duì)任何涉及海床的操作都感到恐懼。因?yàn)榇蠹叶贾?，海床很不穩(wěn)定，容易發(fā)生地震?！? 人們擔(dān)心，對(duì)甲烷水合物礦藏的任何一處進(jìn)行降壓處理，都可能導(dǎo)致整個(gè)礦藏變得極不穩(wěn)定?！叭藗儞?dān)心，一旦我們開(kāi)始從甲烷水合物中提取甲烷氣體，就會(huì)形成連鎖分解反應(yīng)，再也無(wú)法停止?！崩鍫柦忉尩?。

這方面存在兩層問(wèn)題。首先，會(huì)有大量甲烷氣體突然釋放到海洋中，這可能導(dǎo)致大氣中的溫室氣體含量大幅度上升。其次，甲烷水合物在分解時(shí)除了釋放甲烷氣體，還會(huì)釋放出大量的水，這些水會(huì)滲入海床下方的沉積物中。在地形陡峭的環(huán)境中，這可能會(huì)造成滑坡。一些環(huán)境學(xué)家甚至擔(dān)心最后會(huì)形成海嘯。

不過(guò)拉佩爾指出，甲烷水合物的物理性質(zhì)會(huì)自動(dòng)制止這一連串反應(yīng)。要想從礦藏中釋放出甲烷，首先要向該系統(tǒng)中施加能量。如果不努力降低壓強(qiáng)或提高溫度，甲烷水合物就會(huì)始終保持原有的穩(wěn)定狀態(tài)。

“所以問(wèn)題和人們擔(dān)心的恰恰相反。我們可以啟動(dòng)釋放氣體的過(guò)程，但要讓這個(gè)過(guò)程持續(xù)下去，就要向系統(tǒng)中持續(xù)輸入能量才行。”拉佩爾表示。

雖然反應(yīng)失控的可能性很小，但科學(xué)家仍在開(kāi)展大量環(huán)境研究，測(cè)試甲烷水合物生產(chǎn)的安全性。除了埋藏在海床之下的甲烷水合物之外，還有另一種甲烷水合物吸引了研究人員的注意，在非常接近海床表面的位置，還存在一些埋藏得較淺的甲烷水合物。科學(xué)家也在對(duì)其進(jìn)行研究。不過(guò)，這些可燃冰或許存在另一種截然不同的風(fēng)險(xiǎn)。

“這些可燃冰處于非?；钴S的生物環(huán)境中?！泵绹?guó)地質(zhì)調(diào)查天然水合物項(xiàng)目高級(jí)科學(xué)家蒂姆?柯萊特(Tim Collett)指出，“許多生物群落都依賴著這些甲烷生存?！?/p>

這些環(huán)境中存在大量特殊生物，如細(xì)菌、管蟲(chóng)、蟹類等等。在全球其它地區(qū)，這種以甲烷為基礎(chǔ)的生物群落往往被視作罕見(jiàn)的自然環(huán)境，受到嚴(yán)格保護(hù)。

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