|
可燃冰是甲烷类天然气被包进水分子中，在海底低温与压力下形成的的透明结晶。
中国“海洋六号”专门调查可燃冰
据估计，在我国215万平方公里的冻土区下，可燃冰的远景资源量可达350亿吨油当量；我国海域可燃冰控制资源量达40亿吨油当量。按照中国战略规划的安排，2006～2020年是调查阶段，2020～2030年是开发试生产阶段，2030～2050年，中国可燃冰将进入商业生产阶段。 中国在南海西沙海槽等海区已相继发现存在天然气水合物的地球物理标志BSR，这表明中国海域也分布有天然气水合物资源，值得开展进一步的工作。同时，青岛海洋地质研究所已建立有自主知识产权的天然气水合物实验室并成功点燃天然气水合物。
经国家正式批准，我国从2002年起正式启动了对我国海域可燃冰资源调查与研究专项。专题调查行动圈出南海北部7个远景区共19个成矿区带。2005年4月14日，中国在北京举行中国地质博物馆收藏首次发现的天然气水合物碳酸盐岩标本仪式，宣布中国首次发现世界上规模最大的“可燃冰”即天然气水合物存在重要证据的“冷泉”碳酸盐岩分布区，其面积约为430平方公里。在南海东沙群岛以东海域发现了大量的自生碳酸盐岩，其水深范围分别为550米～650米和750米～800米，海底电视观察和电视抓斗取样发现海底有大量的管状、烟囱状、面包圈状、板状和块状的自生碳酸盐岩产出，它们或孤立地躺在海底上，或从沉积物里突兀地伸出来，来自喷口的双壳类生物壳体呈斑状散布其间，巨大碳酸盐岩建造体在海底屹立，其特征与哥斯达黎加边缘海和美国俄勒岗外海所发现的“化学礁”类似，而规模却更大。
2007年，中国首次在神狐海域钻获可燃冰实物样品，证明南海可燃冰资源远景良好。2009年9月25日，中国地质部门在青藏高原发现可燃冰，这是中国首次在陆域上发现可燃冰，使中国成为加拿大、美国之后，在陆域上通过国家计划钻探发现可燃冰的第三个国家。2011年11月，中国“海洋地质、矿产资源与环境”学术研讨会在广州召开，由广州海洋地质调查局承担的可燃冰专题调查工作取得重大进展，2011年已在南海圈定了25个成矿区块，控制资源量达到41亿吨油当量。 2012年5月，中国第一艘自行设计的可燃冰综合调查船“海洋六号”，2013年3月深入南海北部区域，对可燃冰资源进行新一轮“精确调查”。8月8日，“天然气水合物成矿预测技术研究”课题通过了国家863计划海洋技术领域办公室组织的专家验收。
“目前可燃冰的开采主要面临三个问题：一是技术层面上的困难；二是成本是否合算；三是环境破坏的问题。相对海底可燃冰的开采，陆域可燃冰要容易、更环保一些”，浙江工业大学“可燃冰”研究资深教授裘俊红说，“我国会先从陆地冻土进行试验、开采，然后再运用到海底可燃冰的开采。计划2020～2030年为可燃冰开采试生产阶段，2030～2050年进入商业开采阶段。”对于“可燃冰能否成为继石油、天然气之后的重要新能源”的问题，裘俊红说，当今世界对常规石油、天然气资源的消耗巨大，预计在四五十年之后全球的油气资源就会枯竭。可燃冰与石油天然气相比，具有储量大、使用方便、燃烧值高、清洁无污染等优点，所以，可燃冰可以被作继石油、天然气之后人类所依赖的重要新能源，但国人真正能用上可燃冰至少还需要20年的时间。
开采不慎会给地球带来灾难
可燃冰开采在为人类提供新能源的同时，也有可能带来巨大的环境风险甚至是灾难。可燃冰中甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍，全球海底可燃冰中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍，如果可燃冰在开采过程中发生泄漏，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层，全球温室效应将迅速增大。大气升温后，海水温度也将随之升高，加上地层温度上升，将造成海底的可燃冰自然分解，进而引发可怕的恶性循环。
集中大量开采可燃冰，还可能造成大陆架位移甚至海床塌方。据计算，从地下开采1立方米的可燃冰，将在地下形成164立方米左右的压力空缺。另外，固结在海底沉积物中的水合物，一旦条件变化使甲烷气从水合物中释放出来，还会改变沉积物的物理性质，进而大大降低海底沉积物的力学特性，使海底软化，很可能会出现大规模的海底滑坡，毁坏诸如海底输电、通讯电缆或海洋石油钻井平台等重要设施。
即使到现在，可燃冰的资源利用率也还是个值得探讨的问题。世界上已发现的可燃冰分布区多达116处，其矿层之厚、规模之大，是常规天然气田无法相比的。据科学家估计，海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。但众所周知，并非所有埋藏资源都可以充分利用，从技术、经济角度看，可以开采的石油仅占存量的三四成，天然气则为六七成。可燃冰能够得到何种程度的开发利用尚不明确。另外，从可燃冰中分离的气体体积较大，难以运输，需要建造管道或将气体液化。也就是说，不仅是开采，储存以及运送到使用地的费用也是相当之高。
要解决这些问题，就必须深入分析可燃冰的物理化学性质，进行水合物复杂系统相平衡研究，分析可燃冰主要物理化学性质（稳定性、结构、生成的热焓、热容、导热率等），详细研究天然气水合物（可燃冰）的各项平衡，探索水合物形成和分解的动力学条件，寻求防止水合物形成的抑制剂和阻化技术；进行油—气—水系统中水合物生成的模拟实验，并要建立预报水合物生成的预警系统，探索管道水合物生成防治和天然气固化技术。
目前，可燃冰开发的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。针对这一问题，日本提出了“分子控制”开采方案。天然气水合物矿藏的最终确定必须通过钻探，其难度比常规海上油气钻探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于天然气水合物遇减压会迅速分解，极易造成井喷。日益增多的研究成果表明，由自然或人为因素所引起的温压变化，均可使水合物分解，可能会造成海底滑坡甚至气候变暖、生物灭亡等环境灾难。由此可见，“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望，同样也是巨大的挑战，只有合理的、科学的开发和利用，“可燃冰”才会真正为人类造福。
目前，美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等国家虽然都制定了有关可燃冰的长期研究计划，有的甚至打算在5～10年内就实现可燃冰的商业开采，但由于担心技术不成熟可能导致海底大量温室气体涌入大气加速全球变暖，各国在开采设计上都非常谨慎。
日本人对“可燃冰”急不可耐
今年3月12日，日本经济产业省宣布，从距日本海岸约80公里处的海上，成功将“可燃冰”中提取出来。作为全球首次通过分解海底水合物获得天然气，日本对可燃冰这种新兴能源的开发又进了一步。日本方面甚至表示，对于能源匮乏的日本来说，可燃冰大有希望成为其新一代的“国产燃料”。这次采掘试验由日本经济产业省属下的石油天然气金属矿物资源机构实施。该机构利用日本的“地球”号深海探测船，从爱知县渥美半岛附近约1000米深的海底挖入300米深后竖起钻井，通过降低地层压力的方法将混合着沙粒以固体形态存在的可燃冰分解为水和甲烷气体，并取出甲烷气体。
日本长期受到能源匮乏的困扰。更要命的是，2011年3月福岛第一核电站事故后，日本核电站相继停止运转。为弥补电力缺口，日本不得不依赖火力发电，用于火力发电的天然气、石油等进口猛增，使日本出现巨额贸易赤字。日本期待通过可燃冰的商业化生产降低甚至摆脱对外依赖，实现能源自给。为此，日本经济产业省试图通过开发甲烷气体资源缓解能源短缺。事实上，自上世纪80年代，日本即已展开了对可燃冰这一能源新宠的研究。1996年，日本经济产业省下属的研究所就曾表示，估计日本近海地区埋藏的可燃冰可提供的天然气量大约足够日本使用100年，从而极大鼓舞了日本开发可燃冰作为替代能源的积极性。
然而，喜悦的心情还未平复，7天后日本经济产业省就对外宣布，18日凌晨，将可燃冰分离为天然气和水的装置内混入了泥沙，导致无法正常取得天然气。由于预计现场天气将会恶化，技术人员放弃了修理的打算，只是说今后将一方面检修设备，一方面在2014财年前往其他地点尝试开采。看样子，即使是技术先进、急不可耐的日本，对于可燃冰这种“前途远大”的新能源也只能是望而兴叹。本报综述
可燃冰是水和甲烷在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质，存在于海底或陆地冻土带内。由于纯净的天然气水合物呈白色，形似冰雪，可以像固体酒精一样直接点燃，因此被形象地称为“可燃冰”。1立方米可燃冰可释放出160～180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。研究结果表明，这种分散在世界各地、据估计储量为70万万亿立方英尺的物质是潜在的巨大燃料来源，其蕴含的总能量超过之前发现的所有石油、天然气的总和。目前，可燃冰已成为世界各国争相研究、勘探的重要对象。
近日，从国土资源部传来一个好消息，自2009年启动的“天然气水合物成矿预测技术研究”课题已经通过了国家863计划海洋技术领域办公室组织的专家验收。这一科研成果为天然气水合物成矿预测提供了较完整的解决方案，先行解决了许多技术上的难题。 | 
