煤、石油、天然氣是人類如今依賴最主要的地球資源，但是這些資源需要漫長的時間才能產(chǎn)生。據(jù)科學(xué)家計算，按如今的使用狀況，煤炭還能供應(yīng)人類使用不到兩百年，天然氣也將在六十年左右枯竭，而石油僅能維持四十五年左右。試想一下，當(dāng)所有燃料都耗盡的時候，人類將何去何從呢？

當(dāng)常規(guī)能源燃燒殆盡后，新興能源就要扛起供能的大梁，下面就來向大家介紹新興能源中的佼佼者——可燃冰。可燃冰又稱甲烷水合物、甲烷冰，主要存在于淺水或海床低溫高壓處，分布于世界各海域。

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可燃冰形成條件

可燃冰的形成一般需要兩個方面的條件，一方面是物質(zhì)條件，另一方面則是環(huán)境條件。在物質(zhì)條件方面，可燃冰的形成需要氣體和水，氣體主要是存在于沉積物中的甲烷、乙烷等烴類氣體，水主要是指沉積物孔隙中活動的游離水，游離水比普通的水更容易蒸發(fā)與結(jié)冰。相比于物質(zhì)條件，可燃冰要求的環(huán)境條件則更為苛刻，它需要海水水溫接近0℃，水深超過三百米，擁有豐富的沉積物質(zhì)。同時還需要一條氣體運輸通道，將下方的甲烷氣體運輸?shù)缴戏?，等到這一切條件都準備充足，可燃冰便可以在海床上形成了。

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可燃冰為什么沒有推廣？

這時候可能就有同學(xué)要問了：既然可燃冰都被人類發(fā)現(xiàn)了，而且世界各地都有，那么直接挖出來用不就行了嗎？其實不然，可燃冰產(chǎn)生的地方一般是在海床和凍土區(qū)，這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境都十分脆弱，而且在開采過程中還需要使用大型鉆井器械，對周邊環(huán)境的破壞不言而喻。不僅如此，我們還需要考慮可燃冰的特性，它在超過20℃的環(huán)境下便會分解，如何將它完好無損地帶到地面上來，再將它運輸?shù)角Ъ胰f戶去，始終是困擾著研究者們的難題。同樣，可燃冰的商業(yè)開采還存在一個成本難題：目前中國南?？扇急拈_采成本約為200美元/立方米，按當(dāng)前匯率折算，折合成天然氣成本價為8元/立方米。而常規(guī)天然氣成本現(xiàn)在不到1元/立方米，目前還差距較大，想要實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化，必須將可燃冰的成本降到天然氣的成本才行。

早在20世紀六十年代，前蘇聯(lián)、美國、加拿大等一些國家就開始了可燃冰資源的調(diào)查工作。進入80年代后，世界多地發(fā)現(xiàn)了儲量豐富的可燃冰，受此鼓舞，70多個國家陸續(xù)制定了開采可燃冰的規(guī)劃。而從20世紀90年代開始，美國、日本、中國、加拿大、韓國、印度等更是紛紛投入巨資，競相在本土乃至國際海底開展可燃冰的調(diào)查和試采。

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美國十分重視可燃冰領(lǐng)域的研究，自本世紀開始，已經(jīng)啟動了多個可燃冰開采計劃，其中一個計劃便是與墨西哥合作，利用墨西哥灣高飽和度、高品質(zhì)的可燃冰砂層，研究起深水可燃冰。除了墨西哥灣，美國進行可燃冰研究的另一個主戰(zhàn)場是阿拉斯加的凍土區(qū)。2012年，美國能源部與日本石油天然氣和金屬礦物資源機構(gòu)合作，采用二氧化碳置換法在阿拉斯加北部開采出了可燃冰。在2017年以后，美國便組織起各大高校，聯(lián)合探索可燃冰這一神秘領(lǐng)域。

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日本的可燃冰勘探研究始于20世紀90年代，其重點研究區(qū)為該國的周邊近海海域。早在2001年，日本就發(fā)布了為期18年的可燃冰開發(fā)計劃。由于日本國內(nèi)油氣資源貧乏，因而對可燃冰的開發(fā)寄予了厚望。2011年福島核事故后，日本更是加大了對可燃冰的勘探開發(fā)力度。2017年，日本成功在愛知縣東南海海槽區(qū)開采出可燃冰，盡管十天后由于泥沙灌入鉆井通道而被迫停止產(chǎn)氣，沒有能夠完成原定計劃目標，卻也是一次成功的探索。此外，日本近年還加強了日本海東部大陸邊緣可燃冰勘探研究，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)可燃冰有利構(gòu)造900多個，確定了兩種可燃冰賦存模式。通過長期的努力，日本在可燃冰的勘探和開發(fā)等方面已經(jīng)處于世界先進水平。

我國可燃冰研究進展

中國是較早進行可燃冰研究的國家之一，在試采可燃冰方面一直處于世界前列。2007年，中國地質(zhì)調(diào)查局在中國南海北部的神狐海域，成功鉆取了可燃冰實物樣品，發(fā)現(xiàn)了可燃冰礦藏。次年，中國在青藏高原祁連山脈木里地區(qū)的永久凍土帶，科學(xué)家鉆取了可燃冰實物樣品。由此，中國成為世界上在海洋和陸地都發(fā)現(xiàn)可燃冰的少數(shù)國家之一。

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2017年5月10日，中國地質(zhì)調(diào)查局從中國南海神狐海域開采出天然氣，天然氣來自于水深1300米，海底以下203米-277米的可燃冰礦藏。到6月21日，在42天內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣，每天平均產(chǎn)氣量超過1.6萬立方米，最高日產(chǎn)氣量達到3.5萬立方米，總共產(chǎn)氣量超過23萬立方米，相當(dāng)于燃煤410多噸。此次開采，中國共創(chuàng)新20余項技術(shù)，遠超日本成為世界第一個試開采成功的國家。這次試開采徹底打破了我國在可燃冰領(lǐng)域常年跟跑的局面，一躍成為世界領(lǐng)跑隊伍。

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對于日本來說，可燃冰的大量開采可以使日本減少對進口燃料的嚴重依賴；對于中國來說，可燃冰可以作為煤炭的替代品，清潔能源的使用也能夠減少北方地區(qū)的霧霾現(xiàn)象。雖然可燃冰能夠緩解能源方面的問題，但是新的問題也會伴隨著它的出現(xiàn)而誕生。

讓我們仔細回想一下，圍繞著資源、能源產(chǎn)生的戰(zhàn)爭數(shù)不勝數(shù)。素有工業(yè)血液之稱的石油，是人類最重要的能源材料和戰(zhàn)略物資。在當(dāng)代的戰(zhàn)爭中常?？梢钥吹奖澈笥惺偷挠白?，而在中東地區(qū)發(fā)生的戰(zhàn)爭常常直接與石油有關(guān)。如1990年的海灣危機和其后的海灣戰(zhàn)爭更是一場石油之戰(zhàn)，不管是伊拉克吞并科威特，還是美國對伊朗動武，都與石油利益緊密相關(guān)。戰(zhàn)爭的爆發(fā)導(dǎo)致了世界石油市場的動蕩和供應(yīng)緊張，甚至引發(fā)全球經(jīng)濟危機。而可燃冰作為一種存在于各大海域的能源，是否也會像石油一樣引人爭搶，甚至引發(fā)戰(zhàn)爭呢？

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其次，甲烷是一種強大的溫室氣體，其引發(fā)溫室效應(yīng)的能力比二氧化碳要強26倍，開采可燃冰很可能會使大量原來封存在海洋中的甲烷都釋放到大氣當(dāng)中，使溫室效應(yīng)更加嚴重。事實上，近幾年在西伯利亞凍土層，突然出現(xiàn)了許多大坑，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這就是因為全球變暖造成均溫升高，使得凍土層里的甲烷被釋放出來，在空洞中爆炸形成了巨坑，而坑洞中儲存的甲烷又飄散到大氣中，加劇了全球變暖，這便形成了難以逆轉(zhuǎn)的惡性循環(huán)。

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由于自身的特性，可燃冰燃燒產(chǎn)生大量二氧化碳已是無法改變，我們能做的就是不斷地進行技術(shù)革新，將產(chǎn)生的二氧化碳進一步利用。說不定在不遠的將來，可燃冰已經(jīng)成為一種常規(guī)能源走進了千家萬戶。



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