1934年的美国人哈默·施密特在寒冷的输气管道中发现了可以燃烧的冰块,这是人类第一次发现这种新型的能源,这时候的世界上主要能源还是煤炭与石油。
随着天然气的广泛应用,“可燃冰”作为一种可替代能源展现到大家的视野中。
2010年的时候世界上有四个国家——美国、日本、印度和中国,计划采集这种天然气水合物计划作为新的能源。
几年后,当初很多人不看好的“可燃冰”逐渐淡出大众的视野,现在已经过去将近十年,作为新能源被寄予厚望的可燃冰真的不行吗?
可燃冰是什么?为什么可燃?
在北国的冬天,湖面冻结的水中看到冰面上有气泡一边冻结一边聚集,这些湖中生成的气泡如果用遇到明火可以被点燃。
这些气泡就是沉在湖底的植物、动物尸体形成腐败之后形成的气体,主要成分和天然气一样是甲烷。
如果这些气体生成的地方不是湖面而是拥有较低温度和较高压力的地方,例如深海的海底或者冻土长存的高原地区,那么这些气体就会被冻结的水分子“困住”,形成一块可点燃的冰。
在地球形成到现在的漫长时间中,天然形成的可燃冰蕴藏量大概为现在发现的天然气的2-10倍。
天然气逐渐成为主要能源的现在,如此大蕴藏量的可燃冰作为一种被“期待”的能源,各个国家都想办法利用起来。
可燃冰蕴藏位置
2000年开始,随着能源使用进入新的高峰,世界上多个国家开始研究与勘探可燃冰,一系列的针对可燃冰的科学研究陆续启动。
十多年过去了,2013年日本首次成功地提取出了可燃冰,也是世界上首个掌握这个技术的国家,当时号称2018年能够商用。
我国也在2017年研发出了相关的技术,可到现在,可燃冰的商业应用还是没有实现。
多年之前,针对这种新型能源的争论就不断存在,甚至惧怕开采这种新型能源,到现在也没有停止。
可燃冰开采中,到底发生了什么?
困难和争议中的开采
可燃冰蕴藏在海底深层,而且拥有很大的数量,很多人就担心可燃冰的开采是否会对我们的环境产生影响。
可燃冰本身是连在一起的,而且有不稳定的因素存在。
海底蕴藏的可燃冰就像一个大片堆积起来的积木,我们的开采就像从这堆砌起来的积木上一点一点地抽出一块。
可是这个积木具体的面积,以及形状谁都不知道,就没有办法很好的预测开采会对整个“积木群”造成的影响,一不小心可燃冰群体的结构就受到了破坏。
大量的可燃冰就会快速分解为甲烷气体,进入海洋,污染海洋的环境。
当甲烷气体进入海洋中,会让海水产生酸化,改变海洋的含氧量。
在一项科学研究中,预测2100年海水的酸度时,将贝壳放在变酸的海水中,仅仅45天就完全被“融化”了。
同时海底石头的主要成分碳酸钙也会被分解,这样就会导致海底地貌的改变。
缺氧也是一个重要问题,分解出的甲烷会与水中的氧气发生化学反应,转变为二氧化碳和水,使得海洋氧气含量降低,大气二氧化碳含量增加。
在1.83亿年前,发生过一次海洋生物灭绝的事件,这一次的海洋生物灭绝是海水中的氧气含量大量的减少,短期发生了大量的死亡,而这一次事件,很多科学家认为很可能是海底的可燃冰因为某种原因大量分解了。
在5500万年前,地球的一次剧烈环境突变,特征就是大气快速 升温、海洋缺氧、大西洋明显出现了酸化,这一切被科学家认为是海底可燃冰的突然释放造成的。
同时可燃冰的结构不稳定后,大量的气体在释放出来之前在地面之下把地面“顶起来”,然后冲破。
整个过程就像煎鸡蛋的时候鸡蛋里面的水分变成气泡把鸡蛋挤破,不稳定的可燃冰也会把地面变成鸡蛋,让地面“千疮百孔”的同时破坏地层机构。
2014年的时候,俄罗斯冻土地区就突然出现一个大坑,经过卫星和科学研究发现就是因为地下的甲烷气体因为压力冲破地层爆发出来。
现在技术不成熟的情况下,很多国家在开采可燃冰的时候都会十分关注对海底的变化,中国的第一次试采和日本的两次试采都因为开采量小,没有获得具体的海底变形的数据。
现在盲目地开采可燃冰,谁也不能保证会发生什么。
其实在化石能源的开采前期都会出现这样的情况,随着技术的逐渐成熟,这些问题都会逐渐地解决,而要让技术成熟最关键的一个问题就是——钱。
可燃冰和天然气、石油并不相同,天然气和石油出现的时候世界上并没有“同类”的能源,是一个独立的市场,而且开采较为便利,开采了就能换钱,这些赚的钱就继续投入进开采的研究中去,形成一个良性循环。
可燃冰的开采物并不是“新的能源”,而是主要成分和天然气是相同的。
也就是可燃冰干的活,其实和天然气是一样的,开采出来后,很大可能也是要把它变成天然气使用。
可是深海海底的开采的难度相对于天然气来说大大增加,这个难度也就代表了成本。
以现在的开采成本来说,开采同样甲烷体积的天然气和可燃冰,天然气的成本远远小于可燃冰,同样的东西不能因为开采难就多卖钱。
所以现在可燃冰的开采成本能够降低之前,一直都不能商业化,不能商业化就很难短时间内有技术的突破。
结语
从人类开始使用化石资源之后,很多的担忧和不看好就随之出现,石油、煤炭、天然气的开采是否会对地质环境产生影响?对人类的影响呢?
这些问题一直都存在,可是面对有无限潜力能够供给人类使用几百年的能源面前,恐惧危险而因噎废食是不行的。
面对可能产生的自然灾害,直面问题、解决问题,才是我们的态度。
2020年在中国的南海,蓝鲸二号海洋钻井平台的火焰燃烧了两个月后熄灭了,这团火焰来自了刚开采出来的可燃冰,在不断的努力下,通过可燃冰开采的便宜“天然气”进入千家万户的光景也能预见在不久的将来必然实现。