海底“可燃冰”是什么？
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发布时间：2022-02-23 18:44
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时间：2022-02-23 20:14
冰是透明的水冻结而成的，很常见。然而世界上还有一种冰，人们对它所知甚少，它就是“可燃冰”。可燃冰还有另一个名字，叫做“天然气水合物”。
可燃冰的发现早在20世纪30年代
“可燃冰”三个字道破了它的用途——可以燃烧，它是继煤、石油和天然气后，人类发现的又一种新型的能源。就外表而言，它酷似冰，是一种透明的结晶。中国科学院汪品先院士曾在接受《科技日报》记者的采访时介绍，可燃冰的发现早在20世纪30年代。当年，人们发现天然气输气管道内形成白色冰状固体填积物，这种天然气水合物给天然气输送带来很大麻烦，石油地质学家和化学家便对如何消除这种天然气水合物进行了研究。20世纪60年代前，前苏联在开发麦索亚哈气田时，在地层中也发现了这种气体水合物，这时人们才开始把气体水合物作为一种燃料能源来研究。此后不久，西伯利亚、北斯洛普、墨西哥湾、日本海和印度湾等地方相继发现了天然气水合物。人们意识到，天然气水合物是一种全球分布的潜在能源，于是掀起了20世纪70年代以来的天然气水合物研究热潮。这种天然气水合物就是可燃冰。
可燃冰的形成有三个条件，首先是温度不能太高；第二是压力要够，但不需太大，0℃时，30个大气压以上就可能生成；第三是要有气源。据估计，陆地上20．7％和大洋底90％的地区具有形成可燃冰的有利条件。绝大部分的可燃冰分布在海洋里，其资源量是陆地上的100倍以上。可燃冰中的甲烷大多数是当地生物活动而产生的。海底的有机物沉淀经历了漫长的时间后，死的鱼虾、藻类体内都含有碳，经过生物转化，可形成充足的甲烷气源。另外，海底的地层是多孔介质，在温度、压力和气源三项条件都满足的情况下，会在介质的空隙中生成甲烷水合物的晶体。
可燃冰的主要成分是甲烷和水。甲烷是一种无色、无味的可燃气体。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处于缺氧环境中，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，和水在温度2℃～5℃内结晶，在海底的低温与压力下形成可燃冰。
在不同的海域，环境条件各异，因此，可燃冰存储的水深也各不相同。在赤道海区，可燃冰存储在400～650米水深的海域，但在南、北两极，可燃冰存储在100～250米海深的沉积岩中。显而易见，这是极区与赤道的水温条件不同所致。
可燃冰极易燃烧，燃烧产生的能量比煤、石油、天然气产生的都多得多，而且燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物。不难想象，当人们解决了可燃冰的开发技术后，可燃冰就可以取代其他日益减少的化工能源(如石油、煤、天然气等)，成为一种主要的能源。我国海洋开发方面的研究人员已经开始关注可燃冰，有的已开始对这一能源进行研究。然而，可燃冰的开采谈何容易，时至今日，石油天然气的开发技术已经比较成熟，而可燃冰的开发还有许多问题有待解决。如果将可燃冰从深海简单地提升，那么在升出海水的过程中，随着水深变浅，水的压力降低，水的温度升高，可燃冰会融化，可燃冰中的甲烷会释放出来，而可燃冰中的甲烷含量要超过自身体积的100多倍，有可能引起可燃冰灾害，还可能造成温室效应，影响大气温度。然而无论遇到多大的困难，人类总是会向可燃冰的藏身之地进军，并终将解决开采可燃冰的技术问题。
举世关注可燃冰
据估计，全球可燃冰的储量是现有石油天然气储量的两倍。目前，在世界各大洋中已经查明的可燃冰存储区已有60多处。据测算，仅在我国的南海，可燃冰资源量就达相当700亿吨石油，约相当于我国目前陆上油气资源量总数的二分之一。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下，可燃冰的出现燃起了人类对新能源的无限渴望。美国、俄罗斯、日本甚至还有印度都先后投巨资对可燃冰进行研究。美国总统科学技术委员会专门提出建议研究开发可燃冰，参议院、众议院有上千人提出议案，支持可燃冰的开发研究。目前美国每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。
