可燃冰是一款新型绿色能源,被世界各国视为未来替代石油的最佳能源之一。它的发现,让陷入能源危机的人类看到了新的希望。可燃冰在1810年首次在实验室被发现后,各国便开始投入对它的研究和开采中。那究竟什么是“可燃冰”?可燃冰究竟有什么样的魅力,缘何能如此备受关注?

可燃冰
可燃冰,学名叫“天然气水合物”,是天然气与水在高压低温条件下形成的固态结晶物质。从外观上看,可燃冰有点冰雪晶体,时常混有泥沙等杂质,遇火即可燃烧,因此俗称“可燃冰”。

这种天然气水合物不稳定,常温常压下易分解成水和气体。人们常说的天然气,也就是甲烷和少量乙烷、丙烷等成分组成的。可燃冰在分解为气体后,甲烷含量一般在80%至99.9%之间,可以把可燃冰简单地看作是天然气的“压缩包”。
可燃冰是在自然界中天然形成的,分布范围广,储量丰富。主要分布在深海沉积物、陆域的永久冻土之中、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处等地方。这些地方都有一个共同点就是“低温高压”。
可燃冰是怎么形成的?首先甲烷是由长期深埋在地下的有机物(动物尸体和死亡植物)的分解而产生的,并且在同时满足低温和高压的自然条件下,足够的甲烷与水结合,就能形成天然气水合物。

可燃冰的特点
可燃冰极具潜力,相比其他能源,同时具有诸多优势:更加清洁,能量密度高,储量巨大等。
可燃冰燃烧后,几乎不会产生残渣,仅会生成少量的二氧化碳和水,而不像目前所用的煤炭、石油燃烧有粉尘、硫氧化物、氮氧化物的污染。
所以说可燃冰作为燃料,污染更小,是一种更清洁环保的能源。不仅更为环保,而且在同等体积下,可燃冰燃烧产生的能量也比煤碳、石油要高出数十倍。一立方米的可燃冰,分解后能释放出约160~180立方米的天然气。那么,可燃冰这么优秀的能源,地球上的储量能有多少呢?

天然气水合物储量巨大,全球可燃冰资源量约为2100万亿立方米,可供人类使用1000年。据估计,可燃冰储量蕴含的有机碳资源约为现在已探明的石油、煤炭、天然气中碳含量总和的2-3倍之多。
而我国的天然气水合物储量也十分丰富,分布区域主要在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带和东北冻土带。经过多年勘测,预计南海的可燃冰资源约有680亿吨油当量。在青海地区发现的可燃冰,相当于350亿吨的石油存储量。这对我国日益严重的石油能源危机带来了转机。

可燃冰的开采及潜在风险
可燃冰的前景看起来十分广阔美好,但是由于其“低温高压”的形成及储藏条件的限制,开采可燃冰却要面临诸多的难题。
可燃冰的开采称得上是一个世界性难题。不仅开采成本高,开发风险更是不可控的。开采的方法首先需要保证可燃冰的稳定性和甲烷的无泄漏。可燃冰的性质不稳定,在常温常压下就迅速融化分解成液态水和甲烷。

如果开采不慎,破坏到可燃冰的稳定性,使大量甲烷气体泄漏到大气中,将加剧全球的温室效应进程。要知道甲烷也是温室气体的一种,产生的温室效应比二氧化碳高20倍。
开采过程中环境温度必然会升高,如果是开采海底可燃冰,可燃冰变成气体膨胀瞬间井喷,可能导致海底结构的坍塌和海啸的发生。大规模的开采,将导致地质的不稳定,引起海底滑坡,损坏海底工程设施,破坏海洋生态环境。

不过,经过科研人员的共同努力,我国已经顺利展开了可燃冰的试验性开采,成功试采的可燃冰储量相当于千亿吨石油。目前,将积累更多试开采经验,为在2030年前进行可燃冰的商业开发打下基础。

从目前国际能源结构来看,大概60%-70%的能源消耗皆来自石油和煤炭。核能,太阳能、天然气、风能等等清洁能源,占比还是较低的。我国能源的结构也差不多,约70%的原煤,4.7%的天然气,18%原油。而我国的石油对外依赖度相当大,一直以来都是世界最大的石油进口国。而且使用最多的煤和石油都是不可再生能源,且产生严重污染。

所以,可燃冰的利用价值非常大。一旦我国掌握了成熟的可燃冰开采技术,能够实现商用,我国将有望摆脱能源困境,借助可燃冰实现能源独立,也能够改善我国的能源结构。