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透过玻璃折射进来的光,“可燃冰”

本站 2017-06-23 10:44:35

      天然气水合物又称“可燃冰”,是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”。其资源密度高,全球分布广泛,具有极高的资源价值,因而成为油气工业界长期研究热点。自上世纪60年代起,以美国、日本、德国、我国、韩国、印度为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。迄今,人们已在近海海域与冻土区发现水合物矿点超过230处,涌现出一大批天然气水合物热点研究区。

      天然气水合物甲烷含量占80%~99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。

      天然气水合物赋存于水深大于100-250米(两极地区)和大于400-650米(赤道地区)的深海海底以下数百米至1000多米的沉积层内,这里的压力和温度条件能使天然气水合物处于稳定的固态。

      2017年5月,中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。对于中国这次试采的意义,有专家认为,从科学到技术创新要经历知其然(发现现象)、知其所以然(理论理解)、造其然(技术上可行)、利其然(经济上可行)的4个阶段。中国这次突破的意义,就是让利用可燃冰达到了‘造其然’的阶段。但是此事的意义不止于此,还可以有更多更宏观的观察。

      首先,这件事可以和2016年中国发射“墨子号”量子科学实验卫星放在一起看。量子卫星的发射标志着量子通信进入产业化,这是中国自近代以来第一次开创一个新的产业。中国在通信、高铁等领域做到世界第一,固然很了不起,但这些领域毕竟是别的国家开创的,我们是后来者。

      只有量子通信,是中国率先开创的产业。现在又可以加上可燃冰开采了,这成为中国自近代以来开创的第二个产业。

      其次,国家之间的比较仍然不足以表示可燃冰开采的重要性。可燃冰开采真正的意义,在于给人类“续命”。说得具体一点,是为人类移民宇宙争取更多的时间。

      从长远来看,地球的资源总是有限的。人类必须移民到其他星球去,才能有广阔的前途,否则困在地球上的结局,就会像一些太平洋上的孤岛一样,陷入资源耗尽、文明退化的绝境。在宇宙尺度上,地球只不过是一个大一些的复活节岛而已!

      为了冲出地球,移民宇宙,唯一可行的能源是可控核聚变。人类能够用来开发可控核聚变的时间并不是无限的,而是有一个时间窗口,到化石能源耗尽为止。人类不能陶醉在小清新情绪中悠游岁月,需要有紧迫感了!

      可燃冰仍然是一种化石能源,不过由于其储量巨大,可望把这个时间窗口拓展一段可观的时间。人类一定要珍惜这次机会(可能是最后的机会),好好把握这个时间窗口,在化石能源耗尽之前冲出地球。

      最后,需要注意到甲烷是一种温室气体,可燃冰开采存在一种最糟糕的可能性:对地层的扰动导致大量甲烷泄漏到大气中,导致严重的温室效应。

      天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时,对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷,其温室效应为CO2的20倍,而全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍,若有不慎,让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去,将产生无法想象的后果。而且固结在海底沉积物中的水合物,一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出,还会改变沉积物的物理性质,极大地降低海底沉积物的工程力学特性,使海底软化,出现大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施,如:海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等。

      这可能会破坏全球生态平衡,造成大灭绝。但即使如此,也不是因噎废食的理由。人类的命运系于此,因此只有前进,才是唯一的生路。只是需要强调,对开采过程中的风险要有清醒的估计,发展相应的技术。

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