可燃冰开启“破冰”之旅

　　今年以来，我国中东部地区饱受雾霾侵扰。雾霾的治理需降低化石能源使用，减少大气污染物排放。这就意味着从根本上变革中国现有能源结构，完成以清洁能源为主的绿色变革。正是在此背景下，人们将目光瞄向太阳能、风能等清洁能源。同时，对“可燃冰”即天然气水合物寄予更多希望，期待我国蕴藏丰富的“能源之王”担当起绿色变革的重任。

绿色能源名副其实

　　可燃冰是一种由冻结的水与甲烷在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质的混合物，外表极像冰雪或固体酒精，故称可燃冰或甲烷水合物、气冰、固体瓦斯等，其化学成分决定了遇火即可燃烧，且燃烧后生成的只有二氧化碳和水，是一种天然的无污染的绿色能源。可燃冰形成需要3个基本条件：温度、压力和原材料。首先是低温。可燃冰在0℃-10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2℃-4℃左右。其次是高压。可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。最后是充足的气源。海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底地层是多孔介质，在温度、压力、气源3者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

　　特别值得一提的是可燃冰热值极高。在同等条件下，它完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这也是其赢得“能源之王”美誉的原因之一。据测算，1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水，其单位体积产生的热量由此可见。

蕴藏丰富堪当大任

　　蕴藏丰富是可燃冰被称为“能源之王”的另一个重要原因。通过分析其形成的条件和已经取得的探测结果，科学家评估认为，可燃冰在世界范围内广泛存在。对于可燃冰储存量，大部分专家认为是当前已探明的所有化石燃料(包括煤、石油和天然气)总和的2倍，仅海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。

　　我国是较早开展可燃冰研究的国家之一。我国从1999年起，在“新一轮国土资源大调查”中安排专项对可燃冰开展实质性调查研究，在南海北部神狐海域和青藏高原发现了可燃冰，并于2007年5月和2009年分别获取水下和冻土带可燃冰样品，成为世界上较少的在海洋和陆地都发现可燃冰的国家。2012年，“海洋六号”对南海区域的可燃冰进行了地球物理层面的调查，包括储量、分布、厚度、开采对环境影响的措施等10多项专项调查。探测表明，仅南海北部的天然气水合物储量，就已达到我国陆上石油总量的1/2左右，而作为世界第三大冻土国，我国具备良好的可燃冰赋存条件和资源前景。

　　根据2013年12月17日国土资源部发布的信息，海洋地质科技人员在该年6月 9月间在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度可燃冰样品，并通过钻探获得的控制储量折算成天然气为1000亿立方米 1500亿立方米。国土部将全面组织实施我国海域、陆域可燃冰资源勘查评价和钻探取芯工作，继续开展可燃冰富集规律等理论研究，加大天然气水合物试开采及环境评价等关键技术攻关力度，力争早日实现天然气水合物开发利用。

技术成本制约开采

　　根据中国战略规划对可燃冰勘探开发的安排，2006年-2020年是调查阶段，2020年-2030年是开发试生产阶段，2030年-2050年，中国的可燃冰将进入商业生产阶段。

　　中国已进入了可燃冰调查研究的世界先进行列，但是在开采方面依旧处于关键技术的研发阶段。实际上，就世界范围而言，可燃冰的开采利用都是一个待解的难题。由于可燃冰的特性和储存的位置，相关技术不成熟和高昂的成本成为严重制约其开采利用的瓶颈。这主要表现在3个方面。一是技术方面，如果通过降低压力将气体从水分子的结晶体中释放出来，极可能导致巨量甲烷泄漏引起大气温室效应，因此必须找到一种办法，避免在开采过程中将大量甲烷排放到大气和海洋中。二是经济方面，开采成本过高，缺少成熟可靠的储存运输方法，必将导致其成本高昂，以至于失去了市场开发价值；三是生态方面，海洋里放置了大量开采机器，对海洋生态系统可能产生难以估量的影响。

　　期待中国海洋地质、地球物理、钻探工程等相关学科的专家能够联合攻关，实现可燃冰开采利用技术突破，为绿色能源转型、告别雾霾作出贡献。

　　高峰