可燃冰開(kāi)發(fā)面臨地質(zhì)環(huán)境兩大難題

前不久我國陸域發(fā)現“可燃冰”，使我國成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區發(fā)現“可燃冰”的國家?！翱扇急钡拈_(kāi)發(fā)前景令人關(guān)注。專(zhuān)家認為可燃冰開(kāi)發(fā)面臨地質(zhì)和環(huán)境兩大難題

9月25日，國土資源部、國家地質(zhì)調查局宣布在青海省祁連山南緣永久凍土帶、天峻縣木里鎮成功鉆獲天然氣水合物。海拔4000多米的祁連山南緣，一簇火苗的燃燒，讓人激動(dòng)不已：地質(zhì)工作者在此成功鉆獲“可燃冰”樣品，我國成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區發(fā)現“可燃冰”的國家。

“可燃冰”，又叫“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”，學(xué)名叫天然氣水合物。它外表像冰，卻遇火即燃，清潔無(wú)污染，是一種名副其實(shí)的綠色能源，也是人們公認的尚未開(kāi)發(fā)的最大新型能源。

“可燃冰”在世界范圍內分布廣，資源量大。據科學(xué)家預測，“可燃冰”儲量是現有天然氣、煤炭、石油全球儲量的兩倍，是常規天然氣的50倍。有科學(xué)家估計，海底“可燃冰”的儲量夠人類(lèi)使用1000年。

“后石油時(shí)代”首選替代能源

“可燃冰”是人們公認的“后石油時(shí)代”首選替代能源。首次在我國陸域發(fā)現“可燃冰”，使我國成為世界上第一次在中低緯度凍土區發(fā)現“可燃冰”的國家，也是繼加拿大1992年在北美麥肯齊三角洲、美國2007年在阿拉斯加山北坡發(fā)現“可燃冰”之后，在陸域通過(guò)鉆探獲得“可燃冰”樣品的第三個(gè)國家。

“可燃冰”主要存在于大洋深處和世界永久凍土區。不久前，我國在南海北部成功鉆獲天然氣水合物，成為繼美國、日本、印度之后世界第4個(gè)通過(guò)國家級開(kāi)發(fā)計劃采到水合物實(shí)物樣本的國家。深海鉆探面臨特殊困難，海洋環(huán)境特別是深海生態(tài)系統具有脆弱性，大規模商業(yè)化深海鉆探面臨很大困難。而陸地永久凍土區勘探開(kāi)采，可行性要大得多。因此，我國高度重視陸域永久凍土區天然氣水合物的調查與研究工作。

2002年，國土資源部在啟動(dòng)海域天然氣水合物調查時(shí)，同步部署陸域永久凍土區天然氣水合物的相關(guān)調查研究工作。9月25日，國土資源部總工程師張洪濤宣布，2008年11月，國土資源部在青海省祁連山南緣永久凍土帶（青海省天峻縣木里鎮，海拔4062米）成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品。2009年6月繼續鉆探，獲得寶貴的實(shí)物樣品，并對樣品進(jìn)行了室內鑒定，獲得一系列原始數據。這是我國繼2007年5月在南海北部鉆獲天然氣水合物之后的又一重大突破。

在永久凍土區成功獲取“可燃冰”，對于我國未來(lái)的能源接續利用格外重要。我國是世界上第三凍土大國，凍土區總面積達215萬(wàn)平方千米，具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前景。據粗略估算，遠景資源量至少有350億噸油當量。我國在凍土區發(fā)現這一潛在資源，必將極大地開(kāi)拓人類(lèi)尋找新資源的視野，為我國經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展提供新型能源。

陸域開(kāi)發(fā)比海域開(kāi)發(fā)樂(lè )觀(guān)，環(huán)保仍是開(kāi)發(fā)難題

可燃冰是水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì)，具有使用方便、燃燒值高、清潔無(wú)污染等特點(diǎn)，是公認的地球上尚未開(kāi)發(fā)的規模巨大的新型能源。

可燃冰分布在海底和永久凍土層內，資源量巨大，是全球煤炭、石油、天然氣資源總量的2倍。早在19世紀30年代可燃冰即進(jìn)入人類(lèi)視野。1965年，蘇聯(lián)首次在西西伯利亞永久凍土帶發(fā)現可燃冰礦藏，并引起各國科學(xué)家關(guān)注。

此前，中國于2007年在南海也發(fā)現了可燃冰，儲量約為185億噸油當量。

中國南海海域發(fā)現的可燃冰，分布于海底，呈糖塊狀，甲烷含量高達99.8%。而此次發(fā)現的陸域可燃冰則與巖層結合在一起，甲烷含量為77%，同時(shí)含有丙烷、乙烷、二氧化碳等。

張洪濤認為，陸域可燃冰的開(kāi)采前景較海域更為樂(lè )觀(guān)。由于海域可燃冰在海底釋放時(shí)會(huì )產(chǎn)生龐大壓力，極易破壞海底生態(tài)環(huán)境。這成為海底開(kāi)采可燃冰必須克服的難題。

張洪濤此前曾預計，中國需要30年的時(shí)間才能投入海底可燃冰的商業(yè)開(kāi)采。但對陸域可燃冰，他認為，只要中國加緊勘探、研究，可能只需10年～15年即可進(jìn)入商業(yè)性試采階段。

環(huán)保仍然是可燃冰開(kāi)采的難題。張洪濤指出，陸域可燃冰分布于青藏高原地區，該地區是世界上對環(huán)境變化非常靈敏的地帶，環(huán)境相對脆弱，大規模開(kāi)采必須考慮環(huán)境保護的成本。

有望取得突破，將是比較漫長(cháng)的過(guò)程

神奇的大自然，蘊藏著(zhù)奧秘無(wú)限，等待著(zhù)人類(lèi)的科學(xué)探索。探索無(wú)限，人類(lèi)的希望也無(wú)限。中科院院士、著(zhù)名石油天然氣地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)專(zhuān)家戴金星，在中國地質(zhì)大學(xué)召開(kāi)的全國博士生學(xué)術(shù)會(huì )議上作此預言：“下世紀將是可燃冰的世紀！”

可燃冰可像固體酒精一樣被直接點(diǎn)燃，1立方米就可釋放出164立方米天然氣，中國東海、南海的蘊藏量都很可觀(guān)。戴金星院士介紹說(shuō)，可燃冰好用卻也難采，“封印”一旦打開(kāi)，要面臨地質(zhì)和環(huán)境兩大困難。

可燃冰一旦汽化后，“封”存它的海底沉積物失去穩定性，會(huì )造成海床不穩定，對海底管道和通信電纜造成破壞。挪威在開(kāi)發(fā)時(shí)就曾遭遇海底滑坡。同時(shí)，不穩定的可燃冰，在常溫和常壓環(huán)境下極易分解，釋放甲烷后處理不當易造成環(huán)境問(wèn)題。

戴院士介紹，在位于佛羅里達、百慕大群島和波多黎各之間的百慕大三角區海域，發(fā)生過(guò)許多船只和飛機神秘失蹤事件，即所謂“百慕大之謎”，有學(xué)者認為與“可燃冰”氣藏有關(guān)。戴院士說(shuō)，可燃冰釋放后，水密度變小，而海面空氣密度相對變大，對流將海面船只“吸”了下去。

中國煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊隊長(cháng)、總工程師、教授級高工文懷軍介紹說(shuō)，青海木里發(fā)現含“可燃冰”巖層段埋藏淺，只有130米～300米，這為“可燃冰”開(kāi)采帶來(lái)很大有利條件。而且這里的凍土層較薄，只有80米～120米，也為將來(lái)的工程和科研帶來(lái)極大便利。

“‘可燃冰’的開(kāi)發(fā)有望在這里取得突破。不過(guò)，這將是一個(gè)比較漫長(cháng)的過(guò)程?！蔽膽衍娬f(shuō)，因為“可燃冰”開(kāi)采面臨的環(huán)保問(wèn)題較為嚴峻，需要研究探索如何既能開(kāi)發(fā)利用，又不傷害環(huán)境，特別是在生態(tài)脆弱的青藏高原。