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可燃冰:一种最环保的化石气体
上世纪60-90 年代,科学家在南极冻土带和海底发现一种可以燃烧的“冰”,这种环保能源一度被看作替代石油的最佳能源,但却由于开采困难,一直难以启用。

上世纪60-90 年代,科学家在南极冻土带和海底发现一种可以燃烧的“冰”,这种环保能源一度被看作替代石油的最佳能源,但却由于开采困难,一直难以启用。3 月23 日,在盐湖城召开的美国国家化学大会上,美国地质所的蒂姆.科莱特博士提出一份研究报告,称可燃冰的开采研究有了新的突破。近日,科莱特博士接受了《外滩画报》的专访,称:“在未来五年到十年,我们对可燃冰将会有全面的了解”。

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可燃冰[/ALIGN]

3 月22 日,美国国家化学大会在盐湖城召开,关于清洁能源的讨论安排在第二天,来自世界各地的科学家齐聚一堂,希望能够找出更多可以替代石油的燃料来,以应对能源危机。

3 月23 日,科学家们的焦点再一次汇聚在可燃冰上:这种经过燃烧只生成少量二氧化碳和水的绿色燃料一经发现就轰动了全世界,但最终却因为难以开采而一直沉寂于南极冻土带和深海海底。

但在这一次的会议上,来自美国地质调查局的地质学家蒂姆.科莱特(TimCollett)博士带来了一份最新的研究报告,科莱特和他的同事已经掌握了从深海中取出可燃冰的技术,尽管目前看来仍成本巨大,但将其转化为民用的可能性,已不再像以前那样遥遥无期。

科莱特的报告令很多能源科学家感到振奋,可燃冰一向有着“地球留给人类最后的能源”之称,是一种能量巨大的绿色化石气体,如果它真能为人所用,日益紧迫的能源危机将会因此得到缓解。

一种最环保的化石气体

“可燃冰实际上并不是冰,”采访中,科莱特博士不厌其烦地称它为“天然气水合物”,通俗地说,就是水包含甲烷的结晶体,因为凝固点略高于水,所以呈现为特殊的结构。

可燃冰是自然形成的,它们最初来源于海底下的细菌。海底有很多动植物的残骸,这些残骸腐烂时产生细菌,细菌排出甲烷,当正好具备高压和低温的条件时,细菌产生的甲烷气体就被锁进水合物中。

由于需要同时具备高压和低温的环境,它们大多分布在深海底和沿海的冻土区域,这样才能保持稳定的状态。可燃冰被能源科学家看作最环保的化石气体,经过燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,并且能量巨大,是普通天然气的2-5 倍。“我第一次发现这种天然气水合物,是在1995 年的海洋勘探中,这种新能源以前从未见过,实在令人感到激动。” 科莱特博士说。

可燃冰令科学家们感到激动的地方还不止于此,它虽然在上世纪晚期才被发现,但勘测结果证明,它的储量十分巨大。 2008 年11月12 日,美国内政部长德克肯普索恩和美国地质调查局主任马克迈尔斯发布了一个评估:在阿拉斯加北坡,估计有85.4 万亿立方英尺可采的天然气水合物,理论上说,这足够1 亿人平均使用10 年。科莱特博士指出:“我们怀疑在深海还不止这么多,当然,必须严谨地说,这不能称之为储量,它们还只是潜在的能源。”

可燃冰的开采困境

可燃冰作为燃料虽然环保,但是如果开采不当,却会加剧温室效应。在开采中,一旦失去高压和低温的环境,甲烷就会迅速地从包含物中脱离出来,释放到大气中。造成全球气候变暖,甲烷的影响远远大于二氧化碳。迄今为止,还没有一项技术能使可燃冰大规模的从海底转移到陆地上,将其保存。

另有一种争议认为,集中地大量地开采可燃冰,可能会造成大陆架动荡甚至海床塌方。这和泥石流是一样的道理,泥土里的水在冬天凝结成冰,春天到来时,如果冰融化的速度超过了水蒸发的速度,土地就会崩塌。

“靠近大陆架位置的可燃冰,我们是不考虑大规模开采的。”科莱特博士说,“主要开采将会集中在永久冻土(如北极地区)以及深海地区。”

率先开始勘测研究的是日本,因为在日本周围具有形成可燃冰的良好条件,而他们所需的石油和天然气主要依赖进口。如今,他们已拥有7 口钻井,属于领先水平,项目费用预计大约6000 万美元。

美国则从2000 年起将之作为政府项目,与各大学和私营公司合作,进行勘测和实地研究,到目前为止,美国政府已花费超过1500 万美元。科莱特博士所在的团队约有12 人,拥有地球物理勘测、数值模型,先进的实验室设备,勘测计划,当然还有潜艇。

据科莱特博士介绍,在勘测过程中,传统的设备就足够了,若要将可燃冰从海底取出,就需要用空心钻,那是一个可以密封并加强压力的特殊设备。换言之,使用现有技术已可以做到获取可燃冰,但成本是每立方米200 美元的天价。

究竟还要多长时间才能投入商业化的开采?这始终是个问题。也许还存在新的方法。“这最终变成了经济问题,”科莱特说,“开始的时候,你专注于增强技术,把所有精力和资金投入项目中,但你花费的远远要比从它当中获得的要多。”

据科学家们初步统计,中国东海、南海的可燃冰蕴藏量都很可观。加拿大、印度、韩国、挪威等国也纷纷开始投入勘探项目。

这个月,科莱特和他的团队正紧张投身于墨西哥湾的勘测钻井项目,那里海底100 米以下是沙石沉积物,正是开采可燃冰的最佳条件。

在采访前,他们就已经制作好了数据测试模型和探测方案,不过,他们此行的主要目标不是获取可燃冰,只是预测可燃冰的变化和分布。要获取可燃冰不能和采掘煤、石油相比,那是价格不菲的,还需要不断改进方法,以最安全最有效的手段开采和储存。

“在未来五年到十年,我们对可燃冰将会有全面的了解,决策者应把它当作一个长久的考虑,跟开采其他碳氢化合物一样。”科莱特博士说。他们期盼着早日实现这一能源的广泛使用,进一步认识可燃冰对自然的作用,包括全球气候变暖和碳循环。 (本文来源:外滩画报 作者:叶云 林若)

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