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可燃冰:地球留給人類最后的能源

文章來源:外灘畫報 | 發(fā)布日期:2009-04-28 | 作者:葉云 林若 | 點擊次數(shù):

上世紀60-90年代,科學(xué)家在南極凍土帶和海底發(fā)現(xiàn)一種可以燃燒的“冰”,這種環(huán)保能源一度被看作替代石油的最佳能源,但卻由于開采困難,一直難以啟用。

上世紀60-90年代,科學(xué)家在南極凍土帶和海底發(fā)現(xiàn)一種可以燃燒的“冰”,這種環(huán)保能源一度被看作替代石油的最佳能源,但卻由于開采困難,一直難以啟用。3月23日,在鹽湖城召開的美國國家化學(xué)大會上,美國地質(zhì)所的蒂姆.科萊特博士提出一份研究報告,稱可燃冰的開采研究有了新的突破。近日,科萊特博士接受了《外灘畫報》的專訪,稱:“在未來五年到十年,我們對可燃冰將會有全面的了解”。

    可燃冰

3月22日,美國國家化學(xué)大會在鹽湖城召開,關(guān)于清潔能源的討論安排在第二天,來自世界各地的科學(xué)家齊聚一堂,希望能夠找出更多可以替代石油的燃料來,以應(yīng)對能源危機。

3月23日,科學(xué)家們的焦點再一次匯聚在可燃冰上:這種經(jīng)過燃燒只生成少量二氧化碳和水的綠色燃料一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就轟動了全世界,但最終卻因為難以開采而一直沉寂于南極凍土帶和深海海底。

但在這一次的會議上,來自美國地質(zhì)調(diào)查局的地質(zhì)學(xué)家蒂姆.科萊特(TimCollett)博士帶來了一份最新的研究報告,科萊特和他的同事已經(jīng)掌握了從深海中取出可燃冰的技術(shù),盡管目前看來仍成本巨大,但將其轉(zhuǎn)化為民用的可能性,已不再像以前那樣遙遙無期。

科萊特的報告令很多能源科學(xué)家感到振奮,可燃冰一向有著“地球留給人類最后的能源”之稱,是一種能量巨大的綠色化石氣體,如果它真能為人所用,日益緊迫的能源危機將會因此得到緩解。

一種最環(huán)保的化石氣體

“可燃冰實際上并不是冰,”采訪中,科萊特博士不厭其煩地稱它為“天然氣水合物”,通俗地說,就是水包含甲烷的結(jié)晶體,因為凝固點略高于水,所以呈現(xiàn)為特殊的結(jié)構(gòu)。

可燃冰是自然形成的,它們最初來源于海底下的細菌。海底有很多動植物的殘骸,這些殘骸腐爛時產(chǎn)生細菌,細菌排出甲烷,當正好具備高壓和低溫的條件時,細菌產(chǎn)生的甲烷氣體就被鎖進水合物中。

由于需要同時具備高壓和低溫的環(huán)境,它們大多分布在深海底和沿海的凍土區(qū)域,這樣才能保持穩(wěn)定的狀態(tài)。可燃冰被能源科學(xué)家看作最環(huán)保的化石氣體,經(jīng)過燃燒后僅會生成少量的二氧化碳和水,并且能量巨大,是普通天然氣的2-5倍。“我第一次發(fā)現(xiàn)這種天然氣水合物,是在1995年的海洋勘探中,這種新能源以前從未見過,實在令人感到激動。”科萊特博士說。

可燃冰令科學(xué)家們感到激動的地方還不止于此,它雖然在上世紀晚期才被發(fā)現(xiàn),但勘測結(jié)果證明,它的儲量十分巨大。2008年11月12日,美國內(nèi)政部長德克肯普索恩和美國地質(zhì)調(diào)查局主任馬克邁爾斯發(fā)布了一個評估:在阿拉斯加北坡,估計有85.4萬億立方英尺可采的天然氣水合物,理論上說,這足夠1億人平均使用10年。科萊特博士指出:“我們懷疑在深海還不止這么多,當然,必須嚴謹?shù)卣f,這不能稱之為儲量,它們還只是潛在的能源。”

可燃冰的開采困境

可燃冰作為燃料雖然環(huán)保,但是如果開采不當,卻會加劇溫室效應(yīng)。在開采中,一旦失去高壓和低溫的環(huán)境,甲烷就會迅速地從包含物中脫離出來,釋放到大氣中。造成全球氣候變暖,甲烷的影響遠遠大于二氧化碳。迄今為止,還沒有一項技術(shù)能使可燃冰大規(guī)模的從海底轉(zhuǎn)移到陸地上,將其保存。

另有一種爭議認為,集中地大量地開采可燃冰,可能會造成大陸架動蕩甚至海床塌方。這和泥石流是一樣的道理,泥土里的水在冬天凝結(jié)成冰,春天到來時,如果冰融化的速度超過了水蒸發(fā)的速度,土地就會崩塌。

“靠近大陸架位置的可燃冰,我們是不考慮大規(guī)模開采的。”科萊特博士說,“主要開采將會集中在永久凍土(如北極地區(qū))以及深海地區(qū)。”

率先開始勘測研究的是日本,因為在日本周圍具有形成可燃冰的良好條件,而他們所需的石油和天然氣主要依賴進口。如今,他們已擁有7口鉆井,屬于領(lǐng)先水平,項目費用預(yù)計大約6000萬美元。

美國則從2000年起將之作為政府項目,與各大學(xué)和私營公司合作,進行勘測和實地研究,到目前為止,美國政府已花費超過1500萬美元。科萊特博士所在的團隊約有12人,擁有地球物理勘測、數(shù)值模型,先進的實驗室設(shè)備,勘測計劃,當然還有潛艇。

據(jù)科萊特博士介紹,在勘測過程中,傳統(tǒng)的設(shè)備就足夠了,若要將可燃冰從海底取出,就需要用空心鉆,那是一個可以密封并加強壓力的特殊設(shè)備。換言之,使用現(xiàn)有技術(shù)已可以做到獲取可燃冰,但成本是每立方米200美元的天價。

究竟還要多長時間才能投入商業(yè)化的開采?這始終是個問題。也許還存在新的方法。“這最終變成了經(jīng)濟問題,”科萊特說,“開始的時候,你專注于增強技術(shù),把所有精力和資金投入項目中,但你花費的遠遠要比從它當中獲得的要多。”

據(jù)科學(xué)家們初步統(tǒng)計,中國東海、南海的可燃冰蘊藏量都很可觀。加拿大、印度、韓國、挪威等國也紛紛開始投入勘探項目。

這個月,科萊特和他的團隊正緊張投身于墨西哥灣的勘測鉆井項目,那里海底100米以下是沙石沉積物,正是開采可燃冰的最佳條件。

在采訪前,他們就已經(jīng)制作好了數(shù)據(jù)測試模型和探測方案,不過,他們此行的主要目標不是獲取可燃冰,只是預(yù)測可燃冰的變化和分布。要獲取可燃冰不能和采掘煤、石油相比,那是價格不菲的,還需要不斷改進方法,以最安全最有效的手段開采和儲存。

“在未來五年到十年,我們對可燃冰將會有全面的了解,決策者應(yīng)把它當作一個長久的考慮,跟開采其他碳氫化合物一樣。”科萊特博士說。他們期盼著早日實現(xiàn)這一能源的廣泛使用,進一步認識可燃冰對自然的作用,包括全球氣候變暖和碳循環(huán)。

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