白如冰雪的“可燃冰”之三大悬疑

2007年06月19日09:28  来源:解放日报

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  白色,如冰雪,可以直接被点燃。

  前天,我国刚刚在南海北部成功钻获的这种神秘物质,在广州首次亮相就引起轰动。这种叫“可燃冰”的物质,学名天然气水合物,被称作“21世纪新能源”。科学家估计,其全球蕴藏量是已知煤炭和油气资源量总和的两倍,至少可供人类使用100年。

  目前,中国是继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。这证实了我国南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源,也标志着中国天然气水合物调查研究水平一举步入世界先进行列。

  翘望“可燃冰”,它,将是21世纪占主导地位的新能源吗?谁,又将在利用它的竞赛中占得先机?

  悬疑一:

  到底藏有多少“可燃冰”


  对“可燃冰”,第一个疑问恐怕就是:全世界有多少储藏量?中国又有多少?

  没有确切的答案。美国地质调查局的科学家卡文顿曾预测,全球的冻土和海洋中,“可燃冰”的储量在3114万亿立方米到763亿亿立方米之间,但当时世界海洋中发现的“可燃冰”分布带只有57处,2001年就增加到88处。对于中国可燃冰的储藏量,中国地质调查局给出的初步预测是,南海北部远景资源量可达上百亿吨油当量,可与目前全世界一年的能源消费总量相当。

  “这些‘可燃冰’的储量都是估算的。”中国石油大学教授陈光进说,“从远景资源量再到地质资源量、再到地质储量、再到探明的储量,至少还需要十多年工作。”除了未证明的巨大储量,科学家还相信,“可燃冰”的价值是非常惊人的。陈光进告诉记者,科学实验证明,1立方米纯净的“可燃冰”,能释放出164立方米的天然气。有科学家推算,全世界海洋所储藏的“可燃冰”,其所含天然气约为1.8亿亿立方米至2.1亿亿立方米,而目前估算的全球天然气储量在180万亿到1000万亿立方米之间。美国能源部认为,仅南、北卡罗来纳州大西洋底的储备就够美国人用100年。而日本地质调查的估计,周边海底埋藏的“可燃冰”相当于日本百年天然气的使用量。

  有个数据是确信无疑的:中国此次发现的“可燃冰”,沉积层厚度达34米,气体中甲烷含量高达99.8%。无论是矿层厚度、水合物丰度,还是甲烷纯度,都超出世界上其他地区类似的发现。全程参与此次勘察的广州海洋地质调查局副总工程师吴能友告诉记者,“从粒级小于0.063毫米的细土里,国际上发现的‘可燃冰’含量多在5%至10%,而中国这次发现的含量高于40%,这在世界上还是第一次。”

  “理论上说,如果将目前估算的全球‘可燃冰’都开采出来的话,可以供人类使用100年以上。”陈光进说,这种存在于海洋大陆架地区和陆地冻土带内的固态化合物,燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物,对于日益陷入能源危机的地球来说,“可燃冰”是大自然赐给人类神奇也是最后的天然能源。

  悬疑二:

  何时走上“商业化”之路


  “可燃冰”能否成为人类未来的新能源,取决于其何时能够实现大规模的商业化开采。

  美国1998年在《天然气水合物研究与资源开发计划》中,把商业性开采的时间定为2015年。日本的目标更早,计划较美国提前5年即2010年就将实现商业性开发。全球性的“可燃冰”商业利用竞赛已经开始……

  “现在的难题是,‘可燃冰’开采成本非常高”,中科院广州天然气水合物研究中心首席研究员陈多福博士告诉记者。陈博士曾应美国康奈尔大学地球与大气科学系的邀请,参加在美国墨西哥湾开展的海底“可燃冰”考察。他所见到的开采,用的是潜艇:在约540米深的海底,潜艇的机械臂直接抓取裸露在外的“可燃冰”,然后放入密封罐中,带回地面。“租一艘潜艇,每天大约需要1.8万美元,对科考来说不算贵,但如果用于商业,那肯定不划算。”

  根据美国和日本披露的数据,目前的“可燃冰”开采成本平均高达每立方米200美元,根据每立方米释放能量相当于164立方米天然气计算,其折合天然气的成本达到每立方米1美元以上,而上海目前民用天然气的售价每立方米也仅2.1元。

  作为后来者,中国比发达国家面临更多困难。吴能友在领衔攻关“天然气水合物资源调查”项目后,一年之中瘦了32斤,“压力很大,主要是缺乏基础理论的支撑。”昨天,他告诉记者,尽管已成功取得了“可燃冰”实物样品,依然不能太过乐观:调查仅仅认识了天然气水合物存在的现象,钻探也仅仅在一个点上取得突破,要科学地认识南海北部整个海域的天然气水合物形成机理和分布规律,尚有许多科学问题需要解决。另外,在开采技术方面,钻获可燃冰的勘探航次首席科学家、中国地质调查局的张海啟博士坦承:中国目前不具备独立钻探和取芯的技术,只能和国外钻探公司合作。

  “中国要实现‘可燃冰’的商业化开采,最终得靠自主创新。”陈多福博士告诉记者,虽然美国的海底“可燃冰”考察对许多国家的科学家都开放,但一涉及到关键技术的会议,美方都会实施清场,只留“自己人”。今年5月25日,中美发布了《第二次中美战略经济对话联合情况说明》,中美在能源和环境领域达成包括清洁煤技术、煤层气项目、燃油低硫化及核电合作多项共识,唯独没有“可燃冰”方面的研究合作,美国对中国这个潜在的竞争对手,保留了最大的新能源秘密。

  国家发改委去年8月公布的《中国石油替代能源发展概述》研究报告表示,未来10年,中国将投入8亿元进行“可燃冰”的勘探研究,预计2010年至2015年将进行试开采。张海啟博士认为,乐观估计,中国在30年内能够实现“可燃冰”的商业化开发。

  悬疑三:

  会否形成更多“百慕大”


  世界上有这样一片水域———无论是航行的船只,或是翱翔的飞机,都常无故失踪;事后不管派出多少人员赶赴现场搜救,也总是“劳而无功”,不但找不到幸存者,也看不见任何尸体,或一星半点船只或飞机的残骸。

  今天,这个神秘的“百慕大”之谜,被科学家与“可燃冰”联系在了一起。1984年,加拿大科学家唐纳德·戴维森提出假说,“可燃冰”溶解释放大量甲烷气体,会导致轮船因海水密度降低无法承重而沉没,飞机因尾气引燃可燃气体而烧毁;不约而同,美国密西西比州大学物理学家布鲁斯·迪那多博士也宣称自己成功揭秘,海底甲烷释放产生的大量气泡很可能就是吞噬过路船只的神秘杀手。

  其实,这片位于美国佛罗里达半岛及波多黎各岛和百慕大群岛之间的三角形海域,在曾有过的揭秘热潮中,“可燃冰”一说只是其中一种猜测。然而,“可燃冰”这把双刃剑可能带给人类的灾难却早已被科学家们证实。

  首先是地质灾害。“可燃冰”经常作为沉积物的胶结物存在,它对沉积物的强度起着关键的作用。吴能友说:“天然气水合物往往同自然环境条件处于十分敏感的平衡之中,任何一种变化,都会影响天然气水合物系统的稳定性,从而导致海底沉积物失去稳定性,产生海底滑坡。”牵一发而动全身,“可燃冰”的开采,会不会带来毁灭性的灾难?

  其次是温室效应。“甲烷是一种温室效应远大于二氧化碳的温室气体,大约是二氧化碳的13倍,它在全球气候变化中扮演重要角色。”吴能友说,“可燃冰”不稳定,在常温和常压环境下极易分解。从边缘海释放的甲烷,在大气中就占了相当大的比重。有研究表明,地质历史时期有若干全球变化事情是由天然气水合物分解甲烷释放造成的。

  在看似平静的海之深蓝下,这样高含量的“可燃冰”的发现,难道只能是看起来很美,甚至是高悬头顶的达摩克利斯之剑?对此,吴能友答复:“北欧的大海啸和‘百慕大’之谜仅仅是科学家根据地质现象作出的推断,有待于进一步证实。至于是否会导致海底滑坡和甲烷泄漏,我们钻探实物样品时将水温、压力都维持在了原有状态,对环境并无影响。”

  “可燃冰”的大规模开采,世界上至今尚无完美方案,但上海市能源标准化技术委员会主任谢仲华非常乐观,“我相信不远的将来,人类完全能把握好‘可燃冰’带来的机遇与风险。”(本报记者 林环 周楠 尤莼洁)

  

(责编:张文君)
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