可燃冰：未來能源愈行愈（yù）近

　　俗話（huà）說水火不相容。但（dàn）是有這樣一種冰，不僅可以燃燒（shāo），其熱值還比石油多10倍，燃燒後很清潔，隻生成二氧化碳和水（shuǐ），儲量據（jù）稱（chēng）可供人類使用（yòng）千年。這就是可燃冰，學名叫做（zuò）“天然氣水合物”，也被人稱作“固體甲烷”，是甲烷為主的有機分子被水分子包裹而成，既含水又呈固體（tǐ），看起來像冰（bīng），很容易被點燃（rán）。
　　
　　近日，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（wǒ）國（guó）首次海域天然氣水合物試（shì）采成功，並實現連續試氣點火60天，累計產氣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（xiàn）了曆史性突破。
　　
　　神奇的（de）冰塊
　　
　　可燃冰的能量密度非常（cháng）高，同等條件下燃燒產生的能（néng）量比煤、石油、天然氣要多出數十倍;並且，燃燒後僅（jǐn）會產（chǎn）生少量二氧化碳和水，是真正的綠色能（néng）源和石油天然氣一（yī）樣，可燃冰也是來源於古生物遺骸。這些古生（shēng）物遺（yí）骸的（de）沉積（jī）物（wù）通過細菌分解後產生甲烷，在低溫和高壓的環境下形成可燃（rán）冰。
　　
　　可燃冰生成的溫度一般在（zài）0℃至10℃之間，超過（guò）20℃就可能分解（jiě）。通（tōng）常情況下，海底溫度一般保（bǎo）持在2℃至4℃之間，適宜可燃冰生成。另外，可燃冰在0℃時（shí），隻需要30個大（dà）氣壓就可以生成，而（ér）在海底深處，很容易保持30個大氣壓（yā）。並且，氣壓越大，可燃冰越不容易分（fèn）解。
　　
　　因此，可燃（rán）冰廣泛分布於深海或（huò）陸域的永久凍土中。目前，南極、北極均已發現可燃冰礦點，中國雖不屬於極地國家，但此前，我國已分（fèn）別在（zài）南海海域和青藏高原凍土區鑽（zuàn）獲天然氣水合物（wù）實物樣品（pǐn），使得我國成為（wéi）世界上在中低緯度地（dì）區wy擁有海底和陸上凍土區天然氣水合物資（zī）源的國家。
　　
　　1778年，英國化學（xué）家普得斯（sī）特（tè）開始研究形成可燃冰的溫度和壓強。1934年，人們在油氣管道和加工設備中發現（xiàn）冰狀固體堵塞現象，這些固（gù）體其實就（jiù）是可燃冰。1965年，前蘇聯科學家預言，可燃冰可（kě）能存在海洋底部（bù）的地表層中（zhōng），此後終於在北極的海底首次（cì）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（de）能量比（bǐ）煤（méi）、石油、天然氣要多出數十倍。1立方米（mǐ）的可燃冰分解後可釋放出164立方（fāng）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和水，是真正的綠色（sè）能源。有專家估計，其資源量相當（dāng）於全（quán）球已探明（míng）傳（chuán）統化石燃料總量（liàng）的兩倍。我國可燃冰資源儲（chǔ）存（cún）量（liàng）則相當於1000億噸石油，其中南海海域是我（wǒ）國可（kě）燃冰的主要分布區，有近800億噸儲量。因此，可以（yǐ）毫不誇張地說，可燃冰是一種具有重大戰略意義的未來能源。
　　
　　大國角逐可燃冰
　　
　　可燃冰低碳環保又儲量豐富，一躍成為（wéi）現代社會解決（jué）能源匱（kuì）乏的有效途徑，引發多國對（duì）其青睞（lài）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（yú）我們了解可燃冰的價值。
　　
　　人類曾在漫長曆史進程中，通過木柴等生物質（zhì）能源獲取能量。直到工業文明後（hòu），煤炭的（de）利用使蒸汽機得以大麵積推廣。再後來，石油天然氣（qì）推動人類的行動能力得以大幅提升。
　　
　　但是，需正視的現實是，石（shí）油資（zī）源的漸（jiàn）趨匱乏是現代社會必須麵臨的重大挑戰之一（yī）。
　　
　　在這樣的背景下，低碳環保又儲量豐富的可燃冰自（zì）然吸引了人們的關注。因此，不少大國對其青睞有加，紛紛投（tóu）巨資開展這一領域（yù）研究（jiū）。
　　
　　今年（nián）5月，美國能源部下（xià）屬的國家能源技術實驗室宣布，正與得克（kè）薩斯大學奧斯（sī）汀分校等機構合作，在（zài）墨（mò）西哥（gē）灣深水區開展（zhǎn）可燃冰開采研究。
　　
　　一直以來，美國都十分重視可燃冰研究，2000年曾通（tōng）過《天然氣水合物研究（jiū）與開發（fā）法案》。此後，美國能源部多次撥款支持可燃冰研究（jiū），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（yán）究項目。開展本（běn）次鑽探的得克薩斯大學奧斯汀分校就是受支持的（de）項目方之（zhī）一。
　　
　　日本經濟產業省（shěng）資源能源廳今年5月也宣布（bù），日本石油天然氣金屬礦物資源機構成功從日本近海海底埋藏的可燃冰中提取出甲烷。該次試驗開采海域位於愛知縣和三重縣附近的太平洋（yáng）（3.76 +0.00%，診股）近海，估計該海域擁有的（de）可燃冰儲（chǔ）量（liàng）達1.1萬億立方米，是日（rì）本（běn）天然氣年消費量的約10倍。
　　
　　這是日本（běn）第（dì）二次開采可燃冰。2013年，日本嚐試過開（kāi）采海底可燃冰並提取了（le）甲烷，但由於（yú）海底砂流入開采井，試驗僅6天就被迫中斷。第二次試驗持（chí）續12天後也因出砂問題中斷，未能完成原計劃連續（xù）三四周穩定生產的目標，12天產氣量隻有3.5萬立方米。
　　
　　中國地質調查局於1999年開始天然氣水合物調查，在南海西沙海槽（cáo）首次發現了天然氣水（shuǐ）合物存在的地球物理（lǐ）標誌;2007年，在南海神狐海域首次鑽獲天然氣水合（hé）物實物樣品;2013年，在南海北部獲得了多類型的天然氣（qì）水合物樣品;2015年和2016年（nián）在南海神狐海域再次獲（huò）得發現。目前，我國已在南海發現兩個超千億（yì）立方米的礦藏，圈定11個成礦（kuàng）遠景區、25個有利區塊。同時（shí），今年（nián）5月我國也成功實施了海域天然氣水合物首次試（shì）采，創造了產（chǎn）氣時長和總量的（de）世界（jiè）紀錄。
　　
　　產（chǎn）業化麵臨諸多難題
　　
　　可（kě）燃冰雖（suī）然儲量大、分布廣，但（dàn）現有海（hǎi）底鑽井設備很難進行開采，稍有不（bú）慎就會導致（zhì）開采失敗但（dàn）是，可燃冰開（kāi）采（cǎi）難度之大也是業界公認。可燃（rán）冰靠低（dī）溫高壓封存，如果溫度升高，水（shuǐ）合物中的甲烷可能溢出;或者如果冰塊消融（róng），導致壓（yā）力回（huí）升，一旦（dàn）控製不當（dāng），可能（néng）造成（chéng）海底滑（huá）坡等地質（zhì）災害。
　　
　　例如曾有地質學家（jiā）將8000年前的一場毀滅性（xìng）崩塌歸因於天然氣水合物。當時，挪威海岸外出現（xiàn）了高達6米的（de）海浪。研究人員推測（cè），甲烷（wán）氣體在海底的爆炸性釋放引發了這場自然（rán）災難。
　　
　　有專家表示，可燃（rán）冰（bīng）雖然儲量大（dà）、分（fèn）布廣（guǎng），但形成年代要比石油、天（tiān）然氣（qì）晚得多，覆蓋它的海底地層普遍（biàn）是砂質，現有的海底鑽（zuàn）井設備開采很難，稍有不慎就會導致大量砂石湧進管道，造（zào）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（wù）中的甲烷一旦溢（yì）出，可能造成巨大汙染。
　　
　　中國地質調查局基礎地質調（diào）查部副主任邱海（hǎi）峻表示，我國此（cǐ）次南海天然氣水合物（wù）試采實現了多項創新，創新研發了“地層（céng）流（liú）體抽取法”試采技術，創建了（le）天（tiān）然氣水合物係統（tǒng）成（chéng）藏和天然氣水（shuǐ）合物“三相控製”開采理論，建立以穩定地層為核心的試采理論技術體係（xì），自主研發了鑽完井、儲層改造、人工舉升等試采關鍵技術（shù），成功解決了試采的砂層流動、天然氣水合物二次生成、井下（xià）氣水分離（lí）和長期穩定生產等世界性難題，實現了六大技術體係20項關鍵技術（shù）自主創新，初步建立了適合我國海域天然氣水合物資（zī）源特點的開發技術體係。
　　
　　邱海峻表示，經測算，我國海域（yù）天然氣水合物資源量約800億噸油當量。通過重點地區普查，已經圈定11個有利遠景區，19個成礦區帶（dài），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，此次我國在全球範（fàn）圍內實現首次試開采，僅是萬（wàn）裏長（zhǎng）征邁（mài）出關鍵性一步（bù），未來（lái）要實現產業化和商（shāng）業化開采（cǎi），仍有（yǒu）長（zhǎng）路要走。
　　
　　中國（guó）地質調查局副局長王昆表（biǎo）示，今後將圍繞加快推進產業化進程的目標，爭（zhēng）取神狐海域試采（cǎi）成果最大化（huà）;同時，繼續加大天然氣水合（hé）物（wù）資源調查力度，開展重點目標區的詳查，提供（gòng）2至4個大型資源基（jī）地，為推進產業化奠定資源基礎;此外，將開展不同類型（xíng）天然氣水合物試采，把加（jiā）強環境（jìng）保護放在突出位置。
　　
　　“基於中國可（kě）燃冰調查研究和技術儲備的現狀，預計我國在2030年左右有望（wàng）實現可燃冰的商業化開采。”王（wáng）昆表示。