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6月5日，國土資源部宣佈，我國海域天然氣水合物——“可燃冰”資源調查獲得重大突破。
6月19日，親歷這次勘探全過程的航次首席科學家、中國地質調查局張海啟博士回到北京後接受了本報專訪
——揭祕中國可燃冰
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| 鑽探船 |
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| 工作人員點燃可燃冰，冒出藍色火焰 |
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地質專家預測:中國2050年將把可燃冰能源民用化。中國地質調查局在我國南海北部神狐海域，成功鑽取獲得了高純度天然氣水合物實物樣品，不僅使我國成爲繼美國、日本、印度之後第4個通過國家級研發計劃採到水合物實物樣品的國家，使我國天然氣水合物的調查研究水平一舉步入世界先進行列，也使人類試圖利用這種新能源的努力成爲可行。
天然氣水合物又稱可燃冰，具有非常高的使用價值，1立方米的可燃冰等於164立方米的常規天然氣藏。據保守估算，世界上天然氣水合物所含的有機碳的總資源量，相當於全球已知煤、石油和天然氣總量的2倍。特別是天然氣水合物的主要成分是甲烷，燃燒後幾乎沒有污染，是一種綠色的新型能源。從其儲量之大、分佈範圍之廣和應用前景之好來看，它是石油、天然氣、煤等傳統能源之後最佳的接替能源。可燃冰點燃了人類二十一世紀能源利用的希望之光。
什麼叫“可燃冰”
天然氣水合物是水和天然氣(主要成分爲甲烷)在中高壓和低溫條件下混合時產生的晶體物質，外貌極似冰雪，點火即可燃燒，故又稱之爲“可燃冰”或者“氣冰”、“固體瓦斯”。它在自然界分佈非常廣泛，海底以下0到1500米深的大陸架或北極等地的永久凍土帶都有可能存在，世界上有79個國家和地區都發現了天然氣水合物氣藏。在2001年高考化學試卷上海卷中有一道題這樣談到，“第28屆國際地質大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要……”
南海勘探讓人類離可燃冰更近
說起這次勘探與發現可燃冰實物樣品的全過程，中國地質調查局教授級高級工程師、理學博士張海啟依舊激動不已。從1997年地質礦產部(原國土資源部的前身)開始着手組織可燃冰的第一個調查開始，張海啟就全過程參與和組織，付出了整整10年的心血與勞動。
今年4月下旬，作爲首席科學家，張海啟組織實施了我國天然氣水合物首次鑽探工程，5月1日凌晨，鑽探船在南海北部神狐海域的一號鑽探站位獲取了可燃冰的樣品，其沉積層厚18米，甲烷含量99.7%。實現了我國天然氣水合物資源調查的戰略突破。
“我們將保壓巖芯樣品放入水中，涌出了大量氣泡，將這些釋放的氣體直接點燃，火苗是藍色的，非常旺盛。”張海啟告訴記者，在第一個站位取得成功後，他們又於5月15日在第四個站位成功獲得了可燃冰實物樣品，其測試結果更是振奮人心，可燃冰沉積層厚度達34米，氣體中甲烷含量高達99.8%。無論是礦層厚度、水合物丰度，還是甲烷純度，都遠遠超出世界上其他地區類似分散浸染狀的水合物，我們鑽獲了一種從未被發現的全新類型樣品。
張海啟說，5月1日發現了水合物，但是一直到5月6日纔得到了證實。取上來的樣品用科學家的話說“就是一塊泥巴嘛”，“泥巴”大概五六釐米之間，其中是薄霧狀的肉眼看不到的可燃冰，是由很細小的、斑點狀的小顆粒組成。
此次中國地質調查局在我國南海北部神狐海域，成功鑽取獲得了高純度天然氣水合物實物樣品，不僅使我國成爲繼美國、日本、印度之後第4個通過國家級研發計劃採到水合物實物樣品的國家，使我國天然氣水合物的調查研究水平一舉步入世界先進行列，也使人類試圖利用這種新能源的努力成爲可行。
更令張海啟欣喜的是，和世界上已經發現的“可燃冰”相比，我國此次發現的“可燃冰”純度很高，燃燒後幾乎沒有任何污染，開採成本也相對較低。可以斷言，中國在南海海域的成功讓世界增強了信心，這對天然氣水合物的開發利用研究將起到極大的推動作用。同時，作爲首次獲取高純度天然氣水合物實物樣品的國家，我國的天然氣水合物研究同樣取得了歷史性突破，向前跨越了一大步。
在此之前，5月25日發佈的《第二次中美戰略經濟對話聯合情況說明》中，中美在能源和環境領域達成包括清潔煤技術、煤層氣項目、燃油低硫化及核電合作多項共識，但美國對中方保留了美方最大的新能源祕密——天然氣水合物的研究合作。僅憑這一點，人們就可以估量出它巨大的戰略價值。
推測出來的“可燃冰”氣藏
據張海啟介紹，人類對氣水合物的探究由來已久，最早可追溯到1810年。當時英國科學家戴維在實驗室中把氯氣通入水中，在攝氏零度以上出現了“冰塊”，由此人們首次認識到了氣水合物這種物質。之後的1888年，科學家維納德也合成了這種“冰塊”，不過此時沒有多大的實際意義。
1930年，俄羅斯爲了向歐洲國家輸送天然氣，開始鋪設巨型天然氣管道。但是，管道經常發生莫名其妙的堵塞，工人們將管道剖開後發現，一種外觀酷似冰雪樣的物質堵塞住了管道，成爲麻煩製造者。隨後，1934年美國科學家漢默施密特發表了關於天然氣水合物造成輸氣管道堵塞的有關數據，人們從負面認識到天然氣水合物的工業重要性，開始深入對其進行研究，以期在工業條件下對天然氣水合物進行預報和清除，以及水合物生成阻化劑的開發和應用——這個時期，人們恨不得天然氣水合物越少越好！
直到上世紀60年代末，在蘇聯科學家的幫助下，“可燃冰”終於翻了身。科學家們想，此前不論是在實驗室裏的，還是輸氣管道里的“可燃冰”，都是人爲環境中產生的，那麼在自然環境中，如果滿足低溫高壓、有氣有水的條件，是否有天然的“可燃冰”存在呢？況且，這種條件在自然界還真有不少，例如永凍區、凍土帶、海底地表層等等，就連彗星上也不能排除。由此推測，自然界中存在着天然的“可燃冰”。果真，1968年，人們在俄羅斯西西伯利亞北部的麥索雅哈氣田(現已關閉)發現了“可燃冰”，這成爲天然氣水合物氣藏的一個典型的實例。
開採“可燃冰”到底有多難？
人類要觸到這束希望之光並不容易，可燃冰的大規模商業開採還面臨許多困難。天然可燃冰呈固態，不會像石油開採那樣自噴流出。如果把它從海底一塊塊搬出，在從海底到海面的運送過程中甲烷就會揮發殆盡，同時還會給大氣造成巨大危害。和石油、天然氣相比，它不易開採和運輸，世界上至今還沒有完美的開採方案。
張海啟說，首先是開採這種水合物會給生態造成一系列嚴重問題。因爲“可燃冰”中存在兩種溫室氣體甲烷和二氧化碳。甲烷是絕大多數“可燃冰”中的主要成分，同時也是一種反應快速、影響明顯的溫室氣體。“可燃冰”中甲烷的總量大致是大氣中甲烷數量的3000倍。作爲短期溫室氣體，甲烷比二氧化碳所產生的溫室效應要大得多。
張海啟還指出，在導致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍。如果在開採中甲烷氣體大量泄漏於大氣中，造成的溫室效應將比二氧化碳更加嚴重。而“可燃冰”礦藏哪怕受到最小的破壞，甚至是自然的破壞，都足以導致甲烷氣的大量散失。而這種氣體進入大氣，無疑會增加溫室效應，進而使地球升溫更快。
同時，陸緣海邊的“可燃冰”開採起來十分困難，至今尚沒有非常成熟的勘探和開發的技術方法，一旦出了井噴事故，就會造成海水汽化，發生海嘯船翻。此外，“可燃冰”也可能是引起地質災害的主要因素之一。由於“可燃冰”經常作爲沉積物的膠結物存在，它對沉積物的強度起着關鍵的作用。“可燃冰”的形成和分解能夠影響沉積物的強度，進而誘發海底滑坡等地質災害的發生。美國地質調查所的調查表明，“可燃冰”能導致大陸斜坡上發生滑坡，這對各種海底設施是一種極大的威脅。由此可見，“可燃冰”作爲未來新能源的同時也是一種危險的能源。“可燃冰”的開發利用就像一柄“雙刃劍”，需要加以小心對待。
張海啟告訴記者：目前，“可燃冰”的開採方法主要有熱激化法、減壓法和注入劑法三種。開採的最大難點是保證井底穩定，使甲烷氣不泄漏、不引發溫室效應。針對這些問題，日本提出了“分子控制”的開採方案。
今年3月，來自日本、美國和德國的幾家公司和科研機構在加拿大西北部海域進行了一次聯合試驗開採，這次開採基本上獲得了成功。試驗中，工作人員打了一口深1200米的鑽井，井一直通到可燃冰層，通過井注入溫水後，可燃冰的甲烷便溶在了溫水中，然後把溶有甲烷的溫水再抽回地面，進行分離得到甲烷。這種方法雖然獲得了成功，但其侷限性和缺點也十分明顯：整個開採過程中要對甲烷進行兩次分離，而且要使用大量溫水加熱。由於甲烷在水中的溶解度並不大，所以用這種方法大規模開採可燃冰並不現實。
2050年可燃冰能源將民用化
張海啟說，全球性的天然氣水合物商業利用的競賽已經全面開始。美國、日本、加拿大、俄羅斯和德國已經成爲這個產業開發的領導者。中國鄰近地帶的俄羅斯、日本、韓國、美國、加拿大、印度等國家已經成爲天然氣水合物開發的全球中心區域。喜馬拉雅山、中國的東海、南海的天然氣水合物資源可能會構成中國與日、韓、印等潛在爭奪的新戰略資源。
其中，日本已成爲天然氣水合物產業研究最爲激進的國家。1994年，日本成立了甲烷天然氣水合物開發促進委員會，提出了多項開發利用天然氣水合物的國家計劃，日本更確立了較美國提前五年至2010年即實現天然氣水合物海域商業性開發的具體時間表。
張海啟指出：儘管國土資源部從1999年開始啓動可燃冰海上勘查，前後歷經9年，累計投入經費達5億元；但對於天然氣水合物的研究，中國是一個後來者，而且還是一個實驗性開採比較落後的國家。如若不推行重大的國家行動計劃，將難以在天然氣水合物這個重要的戰略產業立於不敗之地。
我國“十一五規劃”中寫明：“開展煤層氣、油頁岩、油砂、天然氣水合物等非常規油氣資源調查勘探”。天然氣水合物研究列入國家發展規劃是一個進步，但顯然還沒有提高到國家下一代重要的戰略接替能源地位，對於天然氣水合物的開發與海底和凍土地帶的穩定性、全球大氣變化、化石能源的結構轉型，生態環境和國民經濟發展模式的相互作用還需要深刻的反思。
國土資源部中國地質調查局的總工程師張洪濤說：把可燃冰變成一個民用的可用的能源，國際上的時間表基本上定在2015年到2020年左右，我們國家如果向前趕，晚他們十五年到二十年，大概2050年左右，我想通過努力能跟他們拉平。
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