可燃冰：未（wèi）來能源愈（yù）行愈（yù）近

　　俗話說水火不相容。但是有這樣一（yī）種冰，不僅可（kě）以（yǐ）燃燒，其熱（rè）值還比石油多10倍，燃燒後很（hěn）清潔，隻生成二氧化（huà）碳和水，儲量據（jù）稱可供人類（lèi）使用千年。這就是可（kě）燃冰，學名（míng）叫做“天然氣水合物”，也被人（rén）稱作“固體甲烷”，是甲烷為主的有機分子被水分子包裹而成（chéng），既（jì）含水又（yòu）呈固體，看起來像冰，很容易被點燃。
　　
　　近日（rì），國務院批準天然氣水合物為（wéi）我國第173個礦種。今年5月，我國（guó）首（shǒu）次海域天（tiān）然氣水合物試采成功，並實現連續試氣點火60天，累（lèi）計產氣30.9萬立方米，平均日產5151立方米，甲烷含量最高達99.5%，實現了曆史性突破。
　　
　　神奇的冰塊
　　
　　可燃冰的能量密度非常高，同等條件下燃燒產生的能量比煤、石油、天然氣要多出數十倍;並（bìng）且，燃燒後僅會產生少量二氧化碳和水，是真正的綠（lǜ）色能源和石油天然氣一樣，可燃（rán）冰（bīng）也是來源於古生物遺骸。這（zhè）些古生物遺骸的沉積物通（tōng）過（guò）細（xì）菌分解後產生甲（jiǎ）烷，在（zài）低溫和高壓的環境下形成可燃冰。
　　
　　可燃冰生成的溫度一般在（zài）0℃至10℃之間，超過20℃就可能分解。通常情況下，海底（dǐ）溫度一（yī）般保持在2℃至4℃之間，適宜可（kě）燃冰生成。另外（wài），可（kě）燃冰在0℃時，隻需要30個大氣壓就可以生成，而在（zài）海底深（shēn）處，很容易保（bǎo）持30個大氣壓。並（bìng）且，氣壓越（yuè）大，可燃冰越不容易分解（jiě）。
　　
　　因此，可燃冰廣泛分布（bù）於（yú）深海或（huò）陸域的永久凍土中（zhōng）。目前，南（nán）極、北極均已發現可燃冰礦點，中國雖不（bú）屬於極地國家（jiā），但此（cǐ）前，我（wǒ）國（guó）已分（fèn）別在南海海域和青藏高原凍土區鑽獲天然氣（qì）水合物實物樣品，使得我國成為世界上在中低（dī）緯度地區wy擁有海底和陸上凍土區天（tiān）然氣水合物資源的國家。
　　
　　1778年，英國化學家普（pǔ）得斯特開始研（yán）究形成可燃冰的溫度和壓強（qiáng）。1934年，人（rén）們在油氣管道和加工設備中發現冰狀固體堵（dǔ）塞現象，這些固體其實就是可燃冰。1965年，前（qián）蘇聯科學家預言，可燃冰可能存在海洋底部的地表層中，此（cǐ）後終（zhōng）於在北極的海底（dǐ）首次發現了大量可燃冰。
　　
　　可燃冰的能量密度非常高。同等條（tiáo）件下，可燃冰燃燒產生的能量比煤、石油（yóu）、天然氣要多出數十倍。1立方米的可燃（rán）冰分解後可釋放出164立方米的天然氣。
　　
　　由於可燃冰是天然氣和水的化合物，燃燒後僅會產生少量的二氧化碳（tàn）和水，是真正的綠色能源。有（yǒu）專家估（gū）計，其資源量相當於全球已（yǐ）探明傳統化（huà）石燃料（liào）總量的兩倍。我國可燃冰資（zī）源儲存（cún）量則相當於1000億（yì）噸石油，其中南（nán）海（hǎi）海域是我國可燃冰的（de）主要分布區，有近800億噸儲（chǔ）量。因此，可以毫不誇張（zhāng）地說，可燃冰是（shì）一種具有重大戰略意義的未來能源（yuán）。
　　
　　大國角逐可燃（rán）冰
　　
　　可燃冰低（dī）碳環保又儲量豐（fēng）富（fù），一躍成為現（xiàn）代社會解決能源（yuán）匱乏的有效途徑，引發多國對其青睞有加，投入巨資展開研究追溯人類能源利用的曆程，會更有助於我們了解可（kě）燃冰的價值。
　　
　　人類曾在漫長曆史（shǐ）進程中，通過木柴等生物質能源獲取能量（liàng）。直到工業文明後，煤炭的利用（yòng）使蒸汽機得（dé）以大麵積推廣。再（zài）後來，石油天然氣推動人類的行動能力得以（yǐ）大幅提升。
　　
　　但是，需正視的現實是，石油資源的漸（jiàn）趨匱乏（fá）是現代社會必須麵臨的重大挑戰之一。
　　
　　在這樣的背景下，低碳環保又儲量豐富的可燃冰自然（rán）吸引了人們的關注。因此，不少（shǎo）大國對其青睞有加，紛紛投巨資開展這一領（lǐng）域研究。
　　
　　今年5月，美國能源部下屬的國家能源技術實驗室宣布，正與得克薩斯大學奧斯汀（tīng）分校等機構合作，在墨西（xī）哥灣深水區開展可燃（rán）冰開采研究。
　　
　　一直以來，美（měi）國都十分重視可（kě）燃冰研究，2000年曾通過《天然氣水合物研究與開發法案》。此後，美國能源部多次撥款支持可燃冰研究，最近一次是在2016年9月，宣布投入380萬美元支持6個新的可燃冰研究項目。開展本次鑽探的得克薩斯大學奧斯汀分校就是受支持的項目方（fāng）之一。
　　
　　日本經濟產業省資源能源廳今年5月也宣布，日本石油（yóu）天然氣（qì）金屬礦物資源機構（gòu）成功從日本近（jìn）海海底埋藏的可燃冰中（zhōng）提取出甲烷。該次試驗開采海域位於愛知縣和三重（chóng）縣附近（jìn）的太平洋（3.76 +0.00%，診股）近海，估（gū）計該海域擁有的可燃冰儲量達1.1萬億立（lì）方米（mǐ），是（shì）日本天然（rán）氣年消費量（liàng）的約10倍。
　　
　　這是日本第二次開采可燃冰。2013年，日本嚐試過（guò）開采海底可燃冰並提（tí）取了甲烷，但（dàn）由於海底（dǐ）砂流入開采井，試驗僅6天就被迫中斷。第二次試驗持續12天後也因出砂問題中斷，未能完成原計劃連續三四周穩定生產的目標，12天產氣量隻有3.5萬立方米。
　　
　　中國地質調（diào）查局於1999年開始天然氣水合物調查，在南海西沙海槽首次發現了天然氣水合物存在（zài）的地球（qiú）物理標誌（zhì）;2007年，在南海神狐海域首次（cì）鑽獲天然氣水合物實物樣品;2013年，在南海北部獲得（dé）了多類型的天然氣水合物樣品;2015年和2016年在南海神狐海域再次獲得發現。目前，我國已在南海發現兩個（gè）超千億立方米的礦藏，圈定11個成礦遠景區（qū）、25個有利區塊。同時，今年5月我國也成功實施（shī）了海域天然氣水合物首（shǒu）次試采，創造了產氣時長和（hé）總量的世界紀錄。
　　
　　產業化麵臨諸多難題
　　
　　可燃冰雖然儲量大、分布廣，但現有海底（dǐ）鑽（zuàn）井設備（bèi）很（hěn）難進行開采，稍有不慎就會導致開采失敗（bài）但是，可燃冰開采難度之大也是業（yè）界公認。可燃冰靠低溫高壓封存，如果溫度升（shēng）高，水合物中的（de）甲烷可能溢出;或者如果冰塊消融，導致壓力回升，一旦控製不當，可能造成海底滑坡等地質災害。
　　
　　例如曾有地質學家將8000年前的一場（chǎng）毀滅性崩塌歸因於天然氣（qì）水合物。當時，挪威海岸外（wài）出現了高達6米的海浪。研究（jiū）人員推測，甲烷氣體在（zài）海（hǎi）底（dǐ）的爆炸（zhà）性（xìng）釋放引發了這場自然災（zāi）難。
　　
　　有（yǒu）專家表示，可燃冰雖然儲量大、分布廣，但形成年代要比石油（yóu）、天（tiān）然氣晚得多，覆蓋它（tā）的海底地（dì）層（céng）普遍是砂質，現有的海底鑽井設備開采（cǎi）很難，稍有不慎就（jiù）會導（dǎo）致大（dà）量砂石（shí）湧進管道，造成開采失敗。而且，更值得關注的是環境問題，如開采不當，水合（hé）物中（zhōng）的甲（jiǎ）烷一旦（dàn）溢出，可能造成巨大汙染。
　　
　　中國地質（zhì）調查局基礎（chǔ）地質調查部副主任邱海峻（jun4）表示，我國此次南海天然（rán）氣水（shuǐ）合物試采實現了多項創新，創（chuàng）新（xīn）研發了“地層流體抽取法”試采技術，創建了天然氣水合物係統成藏和天然氣水合物“三相控製”開采理論（lùn），建立以穩定地層為核心的試采理論技術體係，自主研發了（le）鑽完井、儲層改造、人工（gōng）舉升等試采關鍵技術，成功解決了試采的砂層流動、天然氣（qì）水合物（wù）二次生成（chéng）、井下氣水分離和長期穩定生產等世界性難題（tí），實現了六大技術體係20項關鍵技術自主創新，初步建立了適合我國海域天然氣水合物資源特點的（de）開發技術體係。
　　
　　邱（qiū）海峻表示（shì），經測算，我國海域天然氣水合物資源量約800億噸油當量（liàng）。通過重點地區普（pǔ）查，已經圈定11個有利遠景（jǐng）區，19個成礦區帶，並經過鑽探驗證圈定了兩個千億立方米級礦藏。
　　
　　不過，有關專家表示，此次我國在全（quán）球範圍內實現首次試開采，僅是萬裏長征邁出關鍵性一步，未（wèi）來（lái）要實現產業化和商業化開采，仍（réng）有長路要走。
　　
　　中國地質調（diào）查局副局長王昆表示，今後將（jiāng）圍（wéi）繞加快推進產業（yè）化進程的目標，爭取神狐海域試采（cǎi）成果最大（dà）化;同時，繼續加大天然氣水合（hé）物資源調查力（lì）度，開展重點目標區的詳（xiáng）查（chá），提供2至4個大型資源（yuán）基地，為推進產業化（huà）奠（diàn）定資源（yuán）基礎;此外，將（jiāng）開展不（bú）同類型（xíng）天然氣水合物試采，把加強（qiáng）環境保護放在突出位置（zhì）。
　　
　　“基於中（zhōng）國可燃冰調查研究和技術儲備（bèi）的現狀，預計我國在2030年左右有望實現可燃冰的商業化開采。”王昆表示（shì）。