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图6…5 日本科研人员在冲绳海槽获取的可燃冰样品
中国在周边海区也发现了大面积的可燃冰赋存证据，并于2007年5月在南海北部海域采集到了高含气量的可燃冰实物样品。由此证明了中国在可燃冰资源方面的巨大潜力。据中国地质调查局的前期调查，中国南海西沙海槽已圈出的可燃冰资源区分布面积达5000多平方公里，资源量约相当于190亿吨油当量，这对清洁能源比较紧缺的中国而言，不啻是一个福音。即使其中只有三成左右的可燃冰资源可以开采出来，也可以极大地缓解中国能源供应紧张的局面。未来几十年间，中国如果能开发南海可燃冰资源，像“西气东输”那样，实现“南气北输”，这将对中国未来的经济发展产生重大的推动作用。
石油的天然替代品
由于可燃冰的主要成分是天然气，其燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物；二氧化碳排放量较之石油减少四成。因此，可燃冰的清洁性自不待言。需要强调的是，可燃冰在全球极为丰富的蕴藏量，其可以满足全球社会对清洁能源长期而稳定的需求，这是可燃冰得以替代石油，成为下一代主导能源的关键。
尽管可燃冰开采上的难度不小，目前还没有形成一套成熟和有效的开采方案。但是，现有的条件下开发可燃冰并不存在难以逾越的技术障碍；这是可燃冰作为石油替代能源的关键问题所在。我们正视可燃冰资源开发中所面临的种种困难，但却无须过分地放大这种困难。一些石油领域的权威专家总强调可燃冰开发过程中的困难，而对可燃冰开采过程中有利的一面却视而不见，甚至有意屏蔽之，这不由得不令人怀疑他们所抱有的动机。我们不妨回过头来看看石油的开采历程，这有助于我们认识到问题的本质。我们现在所面临的问题就像在石油利用之初人们面对几千米下的油层一筹莫展一样，如果早期的工程人员一开始就失去了冲出困境的勇气，对面临的难题想当然地认为束手无策的话，石油或许仍静静地躺在幽深的地层中，等待着我们去发现和开采。现在看来，这些当初石油开采过程中所面临的难题都称不上为难题了，甚至有些问题都是小儿科。大多数横亘在石油开采人员面前的问题已经得到了完美地解决。而唯一没有解决的问题就是，如何使地层中像石油一样可供开采的能源越来越多。这个问题看起来不由人类单方面说了算，而是取决于人类的智慧以及与大自然和谐相处的程度。不过目标已经有了，问题的答案之一就是可燃冰。我们面临的问题是在地层中如何安全、有效地寻找和开采替代石油的能源，而不是单单依赖于石油。假设一百多年前人们率先开采的不是石油，而是可燃冰，那么想必目前又是另一番境况了。当然，这种假设在一些持有历史必然论的人看来是站不脚的。不过，我们只是希望借此说明替代能源选择时所面对的历史偶发性。就可燃冰的开采而言，我们目前面临的有利局面较之以前石油开采时要多得多。理论上来说，人们可以利用与开采石油和常规天然气几乎大同小异的钻探技术进行可燃冰中甲烷气的开采，也可以在开采常规气田的时候“捎带”着开采可燃冰资源，唯一不同的地方在于环境控制方面的考虑。这无疑省却了一系列纷繁复杂的理论开创与技术储备工作。随着可燃冰试验开采方案的进一步完善与优化，可燃冰的商业化开采看起来只是时间问题。人们已经有足够聪明的办法开采深达数千米海底的石油，那么也就一定有能力开采储藏深度相对更浅的可燃冰。这一点我们无须怀疑。美国计划在2015年前后实现商业开采，日本也紧追其后，预计在2016年达成同样的目标，甚至很有可能大幅提前。与之相关的试验开采工作已经在美国、日本、加拿大等国紧张而有序地进行，在很大程度上已与石油开采活动无异，可看作是准商业化的开采。我们可以说，商业化开采的成功将是可燃冰进入社会生活领域的重要标志，目前正处在黎明的前夕。。 最好的txt下载网
第六章 水火相融可燃冰（4）
从能源替代的角度上来看，可燃冰替代石油是人类社会的顺势之举，其不仅满足了全球社会对清洁能源的需要，而且实现了能源品位上的提升。我们对石油和天然气的能源品位简单加以说明。由于严格意义上说它们均为混合物，并无单一的热值概念，故以它们各自的平均热值来大致衡量其能量密度。一般的工程计算中，石油的平均热值取1万大卡/千克；天然气的平均热值取8500大卡/立方米。由此而言，1千克的石油所蕴含的能量相当于立方米的天然气，表面看起来天然气的能源品位并不比石油高。但事实上这样对比本身就是不恰当的，石油和天然气是两种不同状态的物体，比较二者的能量密度至少要划归在可比条件下才比较合理。如果以单位质量作为基准，则常温条件下1千克天然气所蕴含的能量接近约万大卡，显然高于石油。如果再以相同的形态为基准，比如将液体的天然气（LNG）与石油进行对比，那么单位质量的液化天然气所含有的能量较之石油要高许多倍。
更为关键的是，可燃冰中所蕴含的天然气能担当起全球社会赋予石油的多面手角色，满足社会对石油的多用途需求。天然气接续石油可以实现整个替代过程的柔性对接，从而减少了对现有的工业体系造成较大冲击的可能性。众所周知，石油是3000多种化工品的原料，这正是石油的独特之处。无独有偶的是，石油所扮演的各种角色中，天然气几乎同样可以胜任。除了为数不多的个别领域，天然气基本上可以全面替代石油，天然气不仅能成为2600多种化工品的原料，而且更便于实现物理输送与化学变性。在天然气无法胜任的个别场合，石油化工产品的替代则可交予可再生的生物资源来完成。这样就实现了对石油作为化工原料品的闭环替代，全球社会的石油替代和过渡过程也因而将更加平稳和有序。
可燃冰也可以担负起时代赋予的多种内涵，而且这一点看起来更甚于石油。毋容置疑，环境保护已经成为全球社会关注的焦点，尤其是温室气体排放导致的全球气候变暖问题，更是人类社会正着力解决的重中之重。二氧化碳气体的过度排放目前被认为是全球气候变暖的罪魁祸首。事实上，甲烷气体的排放同样不容忽视。甲烷的温室效应极其强烈，较二氧化碳大20倍之多。也就是说，1份甲烷气体造成气候变暖的效果相当于20份以上的二氧化碳气体。组成天然气的气体成分中95％以上是甲烷气，如果可燃冰中蕴藏的巨量天然气逸散于大气环境中，将会释放出庞大的甲烷气体，这会对全球气候变暖的趋势带来极其显着的加剧效应。对全球社会而言，这无疑意味着巨大的环境灾难。因此，开发可燃冰的意义不仅体现在能源行业，更体现在环保领域。如果说能源驱动着人类的进步与发展，那么环境则承载着社会的前途和未来。从更高的层面上看，可燃冰将发展与未来这两项关乎全人类的基本命题天然地联系了起来，这远非其他任何载体所能比拟。
无论从哪种角度上衡量，可燃冰都称得上是石油的天然替代品。
一朵带刺的玫瑰
正像硬币的正反两面一样，任何事物都会有优劣之处。玫瑰看起来娇艳无比，但一定不要忘记它带着刺，可燃冰就是这样一朵带刺的玫瑰。尽管其在全球的储量十分庞大，开发前景无限广阔，但这丝毫不能掩饰当前的现实困境。人类在可燃冰开发利用上正经历着巨大的挑战，这尤其体现在环境保护方面。
第六章 水火相融可燃冰（5）
可燃冰在自然界的赋存环境是有条件限制的，即高压力、低温度的特殊环境，通常压力要求达到100个大气压以上，温度要达到10摄氏度以下。在这种环境下，可燃冰才可以“舒舒服服”存在，而一旦破坏了这种环境，可燃冰将无法适应，难以保持原有的稳定状态。就像冰雪在温度较高时消融一样，可燃冰在这种情况下自然也会融解，很快分离成天然气和水。当周围环境没有变化时，可燃冰在海底地层或者冻土层中会稳定地存在，但如果人们将其开采后带离到海面或地面上时，由于赋存环境遭致了破坏，可燃冰将很快会融解并气化，瞬间就消散得无踪无影。可燃冰对环境的变化十分敏感，因此指望大规模开采出可燃冰的固态晶体是不现实的，当然也是不必要的。人们恰恰可以利用可燃冰对环境变化比较敏感的特性来实现对其开采。通过人为地改变可燃冰的赋存条件，促使可燃冰先分解成天然气和水，然后再按照开采常规天然气的方法那样开采可燃冰，这不失为一种解决开采难题的迂回之策。目前可燃冰的各种试验开采方法如热解法、减压法和注入试剂法等都是遵循了上述的技术路线。比如，热解法是向含有可燃冰的地层中注入热水，通过改变可燃冰赋存的温度条件，使得可燃冰分解出天然气以便采收。
除了上述几种方法外，科研人员还设想出一种新方法，也就是置换法。即让二氧化碳气体分子把寄居在由水搭建的笼子中的甲烷或乙烷分子“驱赶”出来，而二氧化碳分子最终将占据这些笼子。实际上就是用二氧化碳气体把可燃冰里的天然气置换出来。由于二氧化碳气体形成的水合物其比重比海水大，于是就会沉入海底深埋，这样相当于将大气中的二氧化碳气体转移到海底，既可以减缓大气中的温室效应，又开采利用了天然气。当然这种一举两得的方法目前还处于最初的设计阶段，距离真正的应用还有很长一段路要走。
无论采取上述哪一种开采方法，安全性方面都面临着重大的难题。即如何有效收集可燃冰分解出来的天然气；同时，如何保证开采过程中含可燃冰地层的稳定也是重中之重。我们知道，可燃冰中的主要气体组分甲烷气是温室效应极强的气体之一，如果甲烷气大量泄露到大气中，将会加剧地球环境变暖，使地球温度升高，导致冰川融化等一系列环境问题。这显然是我们不愿看到的，也是可燃冰开采过程中必须极力避免的。另外，可燃冰开采后会导致原本结构稳固的沉积层被“掏空”，海底地层的支承力由此变弱，在外力的诱发下容易造成大陆架边缘动荡，引发钻井变形或坍塌、海底滑坡等地质灾害（见图6…6），严重的情况还会引发可燃气体爆炸、海啸等灾难性事故。
图6…6 可燃冰分解引起海底地质灾害示意图
正是基于上述一系列原因，在不少能源专家的眼中，可燃冰既是一种极具前景的能源，同时更是一种危险的能源。甚至危险的程度不亚于核弹，因为相比威力巨大的核弹，可燃冰被认为是更大层面上的“气候炸弹”，其波及的范围是整个地球环境。因此，他们警告说，可燃冰的开发利用就像一柄双刃剑，如果利用得当，将造福于人类子孙后代；而若被滥用，将会给全球带来巨大的灾难，需要人类倍加小心对待。当然，这样的观点无可厚非，环境安全方面的考虑自然很重要。而秉持这样的观点往往很安全，既迎合了人们对新型能源追求的渴望，又可以将衍生的安全责任问题一推了之。但问题是过分地强调环境安全也会带来负面作用。最终导致争辩与论证无休无止地进行，唯独缺乏实践与解决具体问题的时间。我们可否将可燃冰利用过程中的“得当”之处多加考虑，而无需将“不当”之处予以过度地关心，以免这些问题始终牵绊我们的神经，束缚我们的行动，导致本该进行或尽早开展的工作由于种种顾忌而被取消或推延。我们不妨换一个角度考虑问题。我们不把可燃冰的开采作为能源问题的解决方案，而是作为应对气候危机的一部分。因为对地层中存在的可燃冰资源而言，即使人类自身不开采，由于地震、气温变化等诸多因素的影响，可燃冰中蕴含的甲烷气有一部分仍然会从地层中自发地冒出来，科研人员在海底勘测过程中经常会遇到天然气从海底地层中喷薄而出的情形。而大规模的可燃冰分解并喷发甲烷气的事件在地球的历史上被认为可能发生了多次，从而带来了地球史上的极端气候升温事件。所以，我们将可燃冰开采出来加以燃烧利用，本身这一过程就是在缓解气候的变暖，因为甲烷气燃烧后的产物之一是二氧化碳，其温室效应较之甲烷要小很多，这对于规避其潜在的危害具有重要意义。由此，我们不妨将可燃冰的开采利用看作是全球气候保护的有机组成部分。
与其说可燃冰是一朵带刺的玫瑰，倒不如说它是必须采摘的