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可燃冰(天然气水合物) 想说爱你不容易

2009/9/11/15:21 来源:中国化工报

    前不久,俄罗斯总理普京乘坐潜艇,亲自下潜到千余米深的贝加尔湖中,与科研人员一起探寻可燃冰(天然气水合物)的资源情况,寻找未来替代新能源。普京的这一举措,再次激起了人们对开发利用可燃冰的渴望和遐想。但现在的情况又是怎么样的呢?

    引发环境灾难是心理障碍

    据了解,可燃冰是近20年来在石油、煤等能源面临枯竭的现实下,人类在海洋和冻土带发现的新型洁净资源,可以作为传统化石能源如石油、煤的代替品。可燃冰里的甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。而且更令人兴奋的是,自然界可燃冰储量巨大。

    “可燃冰是地球留给人类最后的化石类能源。如果它真能为人类所用,日益紧迫的能源危机将会因此得到缓解,我们也就不用担心石油峰值的来临了。就目前的情况来看,可燃冰或许是替代石油的最好能源。”采访中,中国石油大学教授冯连勇对可燃冰的前景充满了乐观。

    但同时,冯连勇也告诉记者,可燃冰的开发利用难度极大。据他介绍,按照人类目前的认识,可燃冰的主要成分为甲烷(80%)和二氧化碳(20%),在低温和高压的共同作用下,甲烷与水结晶形成固态的冰球。如果这种冰球被从海底提升到海面,在常温和常压环境下极易分解,甲烷气体则人不知鬼不觉地悄然溜掉。而甲烷是一种已知的反应快速、影响明显的温室气体,所产生的温室效应要比二氧化碳大得多。

    有专家测算,目前可燃冰中固化的甲烷总量相当于大气中甲烷数量的3000倍。如果没有全新的技术做保障,一旦沉睡中的可燃冰矿藏受到扰动,包括人为的开采和自然的破坏,都可能导致甲烷气体大量散失,可能会导致地球升温速度进一步加快的环境灾难。

    据广州海洋地质调查局副总工程师张光学介绍,可燃冰决定着沉积物的物理特性,因此影响着海底的稳定性。可燃冰在一定的压力和低温条件下是稳定的,如果压力减小或温度增加就可能造成可燃冰的离解,从而造成地质灾害。墨西哥湾和北大西洋的油气开采已从浅水区向深水区转移,就是考虑深水区的可燃冰更稳定。可燃冰直接关系到海上石油和天然气开发的安全。油气生产引起的少许压力或温度的变化(增高)就可能引起可燃冰层的断裂,从而引起井喷、海底塌陷和沿岸滑坡。近年在墨西哥湾发生的一系列油气勘探事故,就可能是可燃冰的离解而引起沉积物的移动,以及原本被可燃冰封压在其下层的气体大量释放而造成的。

    气温和压力的变化引起可燃冰矿层的断裂从而引起的海底塌陷,古已有之。例如在最后一次冰川运动中,由于极地冰盖的形成导致海平面的降低从而引起对海底压力的降低,进而导致了海底的塌陷。

    “如果集中大量地开采可燃冰,可能会造成大陆架动荡甚至海床塌方。这和泥石流是一样的道理。泥土里的水在冬天凝结成冰,春天到来时,如果冰融化的速度超过了水蒸发的速度,土地就会崩塌。而如果出现这种情况,人们开采可燃冰的环境代价就太大了。”张光学说。

    采访中记者了解到,人们对开发可燃冰可能造成的环境影响还有一个关注点,那就是对气候的影响。即使是有先进的技术做保障,人类在开采可燃冰时,仍然会有大量的甲烷气体向大气中释放,这将对气候产生极大的影响。据测算,一个单位重量的甲烷,在20年间,它的增温效应是同样重量的二氧化碳的56倍。由于大气中的化学反应,甲烷的增温效应随时间而降低。

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