“可燃冰”将解千年能源忧?
现在,随着对“可燃冰”在未来能源方面所扮演角色重要性的认识,人们巴不得它的储量越多越好,尽管当前技术还不足以规模开采,但是利用“可燃冰”作为第四代能源只是时间上早晚的问题。怎样才能形成“可燃冰”
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:第一是温度不能太高。海底的温度是2℃至4℃,适合“可燃冰”的形成,高于20℃就分解;第二是压力要足够大。在0℃时,只需要30个大气压就可形成“可燃冰”。海深每增加10米,压力就增大1个大气压,因此海深300米就可达到30个大气压,越深压力越大,“可燃冰”就越稳定;第三是要有甲烷气源。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,而且俄国已开采近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。开采“可燃冰”有多难?
天然“可燃冰”埋藏于海底的岩石中,和石油、天然气相比,它不易开采和运输,世界上至今还没有完美的开采方案。中国科学院院士、中国地球物理
学会理事汪集?在一份资料上认为,首先是开采这种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。而这种气体进入大气,无疑会增加温室效应,进而使地球升温更快。
同时,陆缘海边的“可燃冰”开采起来十分困难,至今尚没有非常成熟的勘探和开发的技术方法,一旦出了井喷事故,就会造成海水汽化,发生海啸船翻。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,它对沉积物的强度起着关键的作用。“可燃冰”的形成和分解能够影响沉积物的强度,进而诱发海底滑坡等地质灾害的发生。美国地质调查所的调查表明,“可燃冰”能导致大陆斜坡上发生滑坡,这对各种海底设施是一种极大的威胁。由此可见,“可燃冰”作为未来新能源的同时也是一种危险的能源。“可燃冰”的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要加以小心对待。