什么是天然气水合物呢?它真有如此巨大的潜在能力吗? 天然气水合物是天然气(主要成分为甲烷)和高压和低温条件下混合时产生的晶体物质,外貌极似冰雪,点火即可燃烧,故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛,海底以下0到1500的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在,世界上已有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。 从能源的角度看,“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源,每立方米能分解释放出160-180标准立方米的天然气。迄今为止,在世界各地的海洋及大陆地层中,已探明的“可燃冰”储量是全球传统化石能源(煤、石油、天然气、油页岩等)的两倍以上。 到底在什么样的条件下才能形成“可燃冰”?专家认为,形成“可燃冰”最少要满足三方面条件。首先是温度,海底的温度是2°C至4°C时,适合“可燃冰”的形成,高于20°C就分解。其次是压力,在0°C时,只需要30个大气压就可以形成“可燃冰”。如果在海底,增加10米,压力就增大1个大气压。因此300米就可达到30个大气压。海越深,压力越大,“可燃冰”就越稳定。第三是气源,海底古生物尸体的沉积物,被细菌分解会产生甲烷,或者是天然气在地球深处产生并不断进入地壳。在上述三个条件都具备的情况下,天然气可在介质的空隙中和水生成“可燃冰”。甲烷分子被若干个水分子形成的笼型结构接纳,生成笼型固体结晶水合物,分散在海底岩层的空隙中。在常温常压下,“可燃冰”分解为甲烷和水。最有可能形成“可燃冰”的区域一个是高纬度的冻土层。如美国的阿拉斯加、俄罗斯的西伯利亚都已有发现,而且俄国已经开采近了20年。另一个是海底大陆架斜坡。如美国和日本的近海海域,加勒比海沿岸及我国南海和东海海底均有储藏,估计我国黄海海域和青藏高原的冻土带也有储藏。二者之中,海底的“可燃冰”储量较大。 天然“可燃冰”主要埋藏于海底的岩石中,中国科学院院士、中国地球物理学会理事认为,开采这种气水合物会给生态造成一系列严重问题。因为“可燃冰”中存在两种温室气体——甲烷和二氧化碳。甲烷是绝大多数“可燃冰”中的主要成分,同时也是一种反应快速、影响明显的温室气体。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气体,甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得多。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。而“可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏,甚至是自然的破坏,都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体如果进入大气,无疑会增加温室效应,进而使地球升温更快。 此外,“可燃冰”也可能是引起地质灾害的主要因素之一。由于“可燃冰”经常作为沉积物的胶结物存在,它的形成和分解能够影响沉积物的强度。美国地质调查所的调查表明,开采“可燃冰”可能导致大陆斜坡上发生滑坡,这种地质灾害对海岸及海底的各种设施是一种极大的威胁。 和石油、天然气相比,“可燃冰”不易开采和运输,世界上至今还没有完美的开发方案。“可燃冰”气藏的最终确定必须通过钻探,其难度比常规海上油气钻探要大得多,由于“可燃冰”遇减压会迅速分解,极易造成井喷,进而使海水汽化,引发海啸导致翻船。 由此可见,“可燃冰”作为一种被寄予厚望的未来新能源的同时,也是一种具有一定危险性的能源。“可燃冰”的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要加以小心对待。 ——选自向杰《“可燃冰”将解千年能源忧?》