可燃冰开采技术属高度机密 美国拒绝与中国合作

　　6月6日，中国地质调查局在南海北部神狐海域成功钻取高纯度可燃冰实物样品的消息在国际上引起了很大轰动。中国成为继美国、日本、德国和俄罗斯之后世界上第五个采集到自然状态可燃冰的国家。

　　一时之间，可燃冰吸引了众多人关注的目光。

　　发现纯属偶然 重要性近年来才被认识

　　可燃冰的发现要从人类首次用管道大规模输送天然气说起。在20世纪30年代，俄罗斯为了向欧洲国家输送天然气，开始铺设巨型天然气管道。但是，管道经常发生莫名其妙地发生堵塞，工人们将管道剖开后发现，一种外观酷似冰雪样的物质堵塞住了管道。对这种物质进行研究后，才知道是天然气与水的结合物，有很强的燃烧能力。当时，这种可燃烧的冰雪样物质并没有引起人们的特别关注。

　　上个世纪60年代，前苏联的科学家们意识到在自然界也许存在这种水合物，并预测到它作为一种可利用的新能源的前景。1972年，在开发北极圈内的麦雅哈天然气田时，人类第一次发现了这种以矿藏形式存在的天然气水合物。之后，美国科学家在地震研究中证实，在海底600米处就存在这种水合物。

　　1996年夏天，德国科学家搭乘一艘海洋考察船对北太平洋水域进行考察，以寻找这种神秘的冰晶体。结果，水下摄像机在800米深的海底拍摄到了晶莹的亮光。科学家们迅速从海底取出了样品。为了证实这就是充满甲烷的冰晶体，一位科学家从这种冰块上取下一小块，用火柴点燃：冰雪般的东西开始燃烧，发出魔幻般淡红色的火焰，直至冰块变成了一滩水。

　　由于这种物质外观酷似冰雪而且可以燃烧人们就将其形象地称为可燃冰。“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子(CH4·H2O)。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中，在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。

　　后来的实验证明，1立方米可燃冰燃烧后能释放出相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍。有专家认为，水合甲烷这种新型能源一旦得到开采，将使人类的燃料使用史延长几个世纪，因此可燃冰又被称为继煤炭、石油和天然气之后的第四代能源。

　　开采实属不易 面临三大难题

　　可燃冰在自然界的分布非常广泛，从其形成条件看，海底以下0到1500米深的大陆架和北极等地的永久冻土带都有可能存在可燃冰。从20世纪60年代开始，一些国家逐渐开始了对可燃冰的研究和勘探。目前世界上已经有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。

　　但是，可燃冰的大规模商业开采却面临着许多困难。天然可燃冰呈固态，不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出，在从海底到海面的运送过程中甲烷就会挥发殆尽，同时还会给大气造成巨大危害。和石油、天然气相比，它不易开采和运输，世界上至今还没有完美的开采方案。开采可燃冰主要面临着以下三个难题：

　　1、 可能导致大量温室气体排放污染环境。由于可燃冰本质上是甲烷在低温高压环境下与水产生的结合物，甲烷是绝大多数“可燃冰”中的主要成分，同时也是一种反应快速、影响明显的温室气体。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气体，甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得多。可燃冰非常不稳定，在常温和常压环境下极易分解。这些冰球一旦从海底升到海面就会砰然而逝，最后变成一滩水。学者认为，“可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体进入大气，无疑会增加温室效应，进而使地球升温更快。

　　2、 特殊的存在条件极有可能引发地质灾害。由于“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。“可燃冰”的形成和分解能够影响沉积物的强度，进而诱发海底滑坡等地质灾害的发生。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，造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。美国地质调查所的调查表明，“可燃冰”能导致大陆斜坡上发生滑坡，这对各种海底设施是一种极大的威胁。由此可见，“可燃冰”作为未来新能源的同时也是一种危险的能源。

　　3、 目前技术条件下开采成本过于高昂。目前，“可燃冰”的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。开采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。目前，世界上还没有任何一个国家能对可燃冰进行大规模商业开采。从各国进行的试验性开采看，这些方法要么技术复杂成本高昂，要么推广价值不大，不适合大规模作业。

　　上述三个方面的难题已经成为人类大规模开发利用可燃冰的巨大障碍。不过，随着技术进步和科学发展，相信这些问题都能得到很好解决。

　　美日等国拒绝与别国分享技术

　　在可燃冰开采方面，美国、日本和德国等走在了世界前列。今年3月份，来自日本、美国和德国的几家公司和科研机构在加拿大西北部海域进行了一次联合试验开采，这次开采基本上获得了成功。试验中，工作人员打了一口深1200米的钻井，井一直通到可燃冰层，通过井注入温水后，可燃冰的甲烷便溶在了温水中，然后把溶有甲烷的温水再抽回地面，进行分离得到甲烷。这种方法虽然获得了成功，但其局限性和缺点也十分明显：整个开采过程中要对甲烷进行两次分离，而且要使用大量温水加热。由于甲烷在水中的溶解度并不大，所以用这种方法大规模开采可燃冰并不现实。

　　“可燃冰”在我国分布十分广泛。专家们指出，在我国的南海、东海、黄海等近300万平方公里广大海域以及青藏高原的冻土层，都有可能存在大量可燃冰。这一次中国地质调查局在南海钻探到可燃冰实物证实了中国附近海域存在大量可燃冰的设想。值得一提的是，有关可燃冰开采方面的技术各国都将其视为高度机密。有媒体报道称，在中美第二次战略经济对话签署的能源合作协议中，尽管双方同意在清洁能源技术方面展开广泛合作，但是可燃冰开采方面的技术合作却被排除在外。