“可燃冰”：未来的洁净能源，本文主要内容关键词为：洁净论文,能源论文,未来论文,可燃冰论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当人们提到能源时，浮现在脑海中的常常是燃烧的火焰，而绝不会是冰块。
火与冰本来是两种相反的物质形态。但是越来越多的科学家相信，未来洁净能源的最大一部分也许蕴藏在海底，以冰冷的能够燃烧的冰状晶体形式存在。
“可燃冰”及其基本特征
所谓“可燃冰”，实际上是一种天然气水合物的新型矿物，它是在低温、高压条件下，由碳氢化合物气体与水分子组成的一种类冰结晶化合物的固体物质。透明无色的“可燃冰”外形似冰，能够燃烧。其分子结构就像一个一个的“笼子”，由若干水分子组成的每个“笼子”里面“关”着一个天然气分子（主要成分为甲烷）。关进“笼子”的分子除了甲烷外，还可以是二氧化碳、氮气、硫化氢等小分子的气体，它们被统称为气水化合物。
据估计，20.7%的陆地和大洋底90%的地区，具有形成天然气水合物的有利条件。绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，其资源量是陆地上的100倍以上。
作为一种新型的能源矿产，“可燃冰”具有如下的特征：
1.“可燃冰”能量密度高。每立方米的固体水合物，可释放164立方米的甲烷气体，其能量密度是普通天然气的2～5倍。
2.“可燃冰”杂质少，无污染。燃烧后几乎不会产生有害污染物质，尤其是生成的致癌物质二氧化硫要比燃烧原油或煤低两个数量级，是一种新型的清洁能源。
3.“可燃冰”形成条件复杂。需要低于10℃的温度和大于100个大气压的压力等环境条件。能够满足上述条件的区域只有两种情况：一是陆地上的高纬度永冻区，另一种是水深大于300～500米的海洋中在海底之下0～1500米之间的孔隙地层。另外，一些天文学家指出，在巨大的地外天体及其卫星中，“可燃冰”也是重要的化合物。
4.“可燃冰”分布广、资源丰富。科学家的评价结果表明，“可燃冰”在世界各大洋中均有分布，仅海底区域分布面积就达4000万平方公里，占海洋总面积的1/4，是迄今为止海底最具价值的矿产资源。科学家推测，全球海底天然气水合物的甲烷资源量是迄今地球上所有已知的煤、石油及天然气矿床的甲烷当量的两倍。
5.“可燃冰”矿层厚、规模大。目前，世界上已发现的“可燃冰”分布区多达60处，矿层最厚可达数百米。
科学家指出，凡是以往用天然气生产的化肥、化纤等物品，都完全可以使用“可燃冰”制造。由此可见，在石油之后，“可燃冰”有望成为人类的又一支柱能源。
“可燃冰”研究的历史和现状
从60年代开始，西方工业化国家一直在“可燃冰”的研究领域捷足先登。前苏联、美国、日本等国家，都非常重视“可燃冰”的研究和地质调查工作。美国和日本已经提出，计划在2010年实现对“可燃冰”的大规模商业开采。
开发利用“可燃冰”的利弊
天然气水合物埋藏于海底的岩石中，与石油、天然气相比，它不易开采和运输，至今仍没有完美的开采方案。首先是开采这种水合物会给生态带来一系列严重问题。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。同时，陆缘海边的天然气水合物开采起来十分困难，目前还没有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。
另外，天然气水合物也可能是引起地质灾害的主要因素之一。美国地质调查所的调查表明，天然气水合物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。
最近，日本等国在开采天然“可燃冰”的试验上获得了成功。开采试验是在加拿大西北部进行的。有关专家认为，这次日本等国的试验成功，必将大大加快天然“可燃冰”进入人类现代生活的进程。日本经济产业省发布信息说，在今后的10年中，要开发出实用技术，将其运用于日本近海海底的“可燃冰”开采。
我国“可燃冰”研究现状
我国在天然气水合物方面的研究还处于刚刚起步的阶段。鉴于天然气水合物具有重要的资源和环境意义，且我国在这方面研究的相对滞后，在我国开展海底天然气水合物的研究，特别是圈定我国海域天然气水合物资源的远景区、探明其资源量、监测和评估天然气水合物对海洋环境和海底工程的影响、预测灾害趋势以及研究并建立我国海底天然气水合物资源勘探开发的高新技术体系，已成为我国资源和环境研究领域的当务之急。
根据显示标志在地震勘测线上出现的范围，大致可圈出天然气水合物的分布面积为8000多平方公里，这一区域地球化学异常也有重要显示，表明这一区域内天然气水合物有相当大的资源前景。另外，在我国的东海陆坡海域也有类似重大发现。专家认为，这些发现对我国的社会发展和经济建设有重要意义。目前，我国已经开始将“可燃冰”研究列为国家研究开发计划，进行资源勘察、开采和运输的研究。
2002年3月，我国科学家首次在模拟实验室中合成了“可燃冰”，并成功地点燃了提取出的气体。由于各海域地质条件不同，所存在的天然气水合物的成分和形成机制也有所不同，实验室研究结果将为技术勘察和资源评价提供依据。