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深海可燃冰

2020-01-16 05:47:58| 来源:| 编辑:| 点击:0次

深海“可燃冰”,下一种替代能源?

英国《经济学人》杂志撰文称,业界正悄然发起寻找甲烷水合物(methane hydrates)作为替代能源的行动。甲烷水合物也称“可燃冰”,是甲烷气体和水分子形成的笼状结晶,将二者分离,就能获得普通的天然气。这种外面看起来像冰一样的物质是在高压低温条件下形成的,也就是说

,它通常存在于大陆架海底地层以及地球两极的永久冻结带。

很难判断全世界到底有多少甲烷是以甲烷水合物的形式存在,但含量肯定很可观。1升甲烷水合物可释放出150多升甲烷。全球所有的大陆沿海海底发现了无数储藏地点。甚至中亚的好几条河流也有足以形成甲烷水合物的低温条件。有猜测认为,甲烷水合物的储备可能是全部剩余化石燃料总量的两倍。

美国国家能源技术实验室联合其他政府机构以及石油公司,在墨西哥湾开采甲烷水合物,并取得了一定成功,印度随即雇请他们前往印度进行开发。一个日本政府合作组织已经开掘了大约30口气井,并计划于2016年前开始利用甲烷水合物生产甲烷。6月,中国报告说在中国南海首次采集到了蕴含甲烷的样本。

所有这些听起来好像不失为一种解决世界能源问题的途径,但首先需要梳理一些棘手的细节。很多矿点的甲烷产出量非常小,即使开发这一小部分甲烷难度也很大。水分子包裹甲烷形成的冰晶很容易融化,因此采集过程必须在海底进行。目前的工作也主要是改进传统钻探设备以适应深海甲烷大规模气化开采。

此外,甲烷水合物多多少少也会危害生态,与海底沉积物混合在一起后会形成巨大的不稳定淤积,并有可能引发海底滑坡。8000年前欧洲北海曾发生过这样一次滑坡,苏格兰和挪威沿海地区大部分都被海啸带来的洪水淹没。

由于甲烷水合物性质不稳定,滑坡可能导致甲烷大量逸出。虽然甲烷是最清洁的化石能源,但直接释放到空气中,它的温室效应却比二氧化碳更强大。科学界普遍认为,2.5亿年和5500万年前出现的两次全球气温峰值,致使当时物种大范围的灭绝,从甲烷水合物中大量分离出来的甲烷就是元凶之一。

由于甲烷逸出后剩下的冰泥在结构上不如笼状结晶稳定,在海底气化分离甲烷可能造成更频繁的滑坡,从而释放出更多的甲烷。很多甲烷水合物就堆积在大型气田之上,因此开采可能使大量甲烷喷发而出,由此带来巨大的环境影响。

一种奇妙的想法是将二氧化碳注入甲烷水合物中置换甲烷,在获取甲烷的同时也将二氧化碳封存进去了,但这一设想还没有进入实验阶段。

技术挑战是艰巨的,但潜在的经济回报更大,关键是如何实现开采而不用付出沉痛代价。

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