李朝林

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求不斷提高，在全球范圍內(nèi)展開(kāi)了曠日持久的能源之爭(zhēng)，在世界范圍內(nèi)多次因爭(zhēng)奪能源而屢次爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)。美國(guó)發(fā)動(dòng)的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)、利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)、中東戰(zhàn)爭(zhēng)、中日的釣魚(yú)島、中越的西沙、南沙群島、中菲的黃巖島之爭(zhēng)等多與爭(zhēng)奪石油、天然氣等資源有關(guān)，能源已經(jīng)成為全球政治經(jīng)濟(jì)之爭(zhēng)的焦點(diǎn)問(wèn)題。在廣泛開(kāi)發(fā)使用傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣資源的同時(shí)，探索、開(kāi)發(fā)、使用新能源從無(wú)到有、從小到大、從弱到強(qiáng)，越來(lái)越受到世界各國(guó)政府的關(guān)注?？扇急鳛橐环N新興的自然資源，一種即將大規(guī)模開(kāi)發(fā)的新能源，越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注，也成為世界資源爭(zhēng)奪的重點(diǎn)之一。

可燃冰并不是傳統(tǒng)意義的那種“冰”，它像“冰”但“可燃”?？扇急褪翘烊粴馑衔?，是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時(shí)組成的類冰的結(jié)晶化合物。它分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，被稱作“可燃冰”，或“固體瓦斯”、“氣冰”。

可燃冰作為一種新興的環(huán)保型能源，具有廣闊的市場(chǎng)前景，開(kāi)發(fā)和使用天然冰作為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新能源大有可為，前景非常廣闊。

可燃冰是高效環(huán)保的新能源

傳統(tǒng)能源多指化石性的能源，即煤炭、石油、天然氣，雖然可燃冰也是化石性能源，但是不包括在傳統(tǒng)的化石性能源系列之內(nèi)，屬于近些年剛剛發(fā)現(xiàn)、有待開(kāi)發(fā)的新能源。天然可燃冰里甲烷占80～99.9%，其成份與日常使用的天然氣成分相近，且更為純凈，可直接點(diǎn)燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生殘?jiān)廴颈让?、石油、天然氣小得多。它也是一種潛在的高效優(yōu)質(zhì)能源，能量密度非常高，約為煤炭的10倍，1立方米可燃冰能轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水?？扇急_(kāi)采時(shí)只需將固體的可燃冰升溫或減壓就可釋放出大量的甲烷氣體，使用十分方便，是21世紀(jì)具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源。

可燃冰資源儲(chǔ)量非常豐富

可燃冰在世界范圍內(nèi)廣泛存在，地球上大約有27%的陸地具備形成可燃冰的條件，在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區(qū)域。海洋學(xué)界數(shù)據(jù)顯示，海底可燃冰資源的分布非常廣泛，即便保守估計(jì)，海底蘊(yùn)藏的可燃冰總量也超過(guò)目前已知的石油、煤炭和天然氣資源總和。我國(guó)是可燃冰資源非常豐富的國(guó)家之一，不僅有海洋下的可燃冰資源，而且有凍土下的可燃冰資源。據(jù)勘探，在我國(guó)南海北部蘊(yùn)藏豐富的可燃冰資源，在西沙海槽、臺(tái)灣西南陸坡、南沙海槽、沖繩海槽海底可能存在大量的甲烷水合物資源，據(jù)測(cè)算，南?？扇急馁Y源量約為700億噸油當(dāng)量。2009年9月，國(guó)土資源部宣布我國(guó)在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲可燃冰實(shí)物樣品，據(jù)估算，遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量。我國(guó)成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)可燃冰的國(guó)家，也是繼加拿大、美國(guó)之后在陸域通過(guò)鉆探獲得可燃冰樣品的國(guó)家。

可燃冰有望成為我國(guó)接替?zhèn)鹘y(tǒng)化石性能源的新能源。根據(jù)我國(guó)的資源狀況，我國(guó)是富煤、貧油、少氣的國(guó)家，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求，人類對(duì)煤炭、石油、天然氣這些傳統(tǒng)能源開(kāi)采越來(lái)越多，傳統(tǒng)能源的儲(chǔ)量越來(lái)越少，靠我國(guó)自有資源目前就已經(jīng)無(wú)法解決石油、天然氣短缺問(wèn)題，需要靠大量進(jìn)口石油、天然氣以滿足國(guó)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活的消費(fèi)需要。目前，僅靠我國(guó)自產(chǎn)的傳統(tǒng)能源，肯定無(wú)法支撐長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，能源安全遇到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能源雖然通過(guò)大量進(jìn)口等方式，目前可以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，但使用年限都不會(huì)很長(zhǎng)，必須由新的能源來(lái)接替。南京大學(xué)閔乃本院士認(rèn)為，目前所謂的能源危機(jī)只能說(shuō)是化石能源存在危機(jī)，化石能源是指石油、天然氣和煤。據(jù)估計(jì)，世界化石能源可維持的年數(shù)大約是石油43年，天然氣63年，煤166年。如果僅僅依靠煤炭、石油、天然氣支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展，肯定是短命的，這就要開(kāi)發(fā)新能源。根據(jù)資源狀況，我國(guó)可燃冰資源非常豐富，其他資源都無(wú)法接替石油天然氣的消費(fèi)需求，只有待開(kāi)發(fā)的可燃冰資源有望接替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油、天然氣。通過(guò)大規(guī)模開(kāi)發(fā)可燃冰，可以解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴問(wèn)題，確保國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源不斷增加的穩(wěn)定需求。

雖然可燃冰有望成為我國(guó)可以接替的新興化石性能源，但是，在可燃冰的開(kāi)發(fā)和使用過(guò)程中也會(huì)遇到一些新的問(wèn)題，需要在實(shí)踐中予以解決。

開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題

開(kāi)采可燃冰面臨不少技術(shù)難題。由于形成條件的限制，海底可燃冰資源都分布在水深至少數(shù)百米，埋藏深度又是幾百米的沉積層下面。海底的溫度、壓力、海水的腐蝕等等都是面臨的技術(shù)問(wèn)題。另外，海底沉積層內(nèi)的可燃冰對(duì)于海底地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性起到重要作用，可燃冰早已成為海底結(jié)構(gòu)的一部分，有的甚至起到骨架支撐作用。如果發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用的可燃冰被開(kāi)采，那就有可能導(dǎo)致海底結(jié)構(gòu)破壞，引發(fā)地震。海底地質(zhì)構(gòu)造被破壞，有可能致使周邊地區(qū)的可燃冰不穩(wěn)定，導(dǎo)致大量甲烷釋放。

使用成本問(wèn)題

目前發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量豐富、富集度適當(dāng)?shù)暮５卓扇急Y源，大多分布在大陸架邊緣向深海過(guò)渡的地方，這就給開(kāi)采設(shè)施的安裝、運(yùn)行及管道鋪設(shè)帶來(lái)很多難題，大量增加了開(kāi)采成本和產(chǎn)品輸送成本，如果成本太高將直接影響可燃冰開(kāi)采。要解決這些問(wèn)題，需要通過(guò)長(zhǎng)期的工業(yè)實(shí)踐來(lái)積累經(jīng)驗(yàn)，逐漸找到降低開(kāi)采成本的方法，使得可燃冰開(kāi)采和使用具有經(jīng)濟(jì)性。

環(huán)境污染問(wèn)題

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量使用化石能源已導(dǎo)致海量二氧化碳排放，出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候惡化問(wèn)題，可燃冰也是化石性能源，大量使用也會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。另外，甲烷是可燃冰中的主要有用成分，以百年為限，甲烷在地球大氣中的溫室效應(yīng)強(qiáng)度是二氧化碳的20多倍。如人類開(kāi)采可燃冰造成甲烷大量泄漏，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，加劇氣候惡化。