上世紀60年代,在人類探索海洋的過程中,于凍土帶和海洋深處發現了一種可以燃燒的“冰”。
這種“冰”是天然氣水合物,即大眾所知曉的“可燃冰”。
“可燃冰”一經發現,就被人們看做是未來能源,同時中國作為“可燃冰”儲備量最大的國家,曾一度引起其他國家的警惕。
然而經過了半個世紀的發展,這個曾被無數國家重視的能源,如今卻幾近銷聲匿跡。
造成這一現象的原因是什么呢?可燃冰還有繼續研究的價值嗎?
“可燃冰”的重要性
可燃冰之中八成以上的成分是甲烷,燃燒后所造成的污染,相較于煤炭、石油與天然氣更少。
且可燃冰分布十分廣泛,如永久凍土層、地殼活動版塊范圍,以及海洋和內陸深水湖等環境之中。
經過估算分析,可燃冰的儲備量,是天然氣與石油的2-10倍,因此也被很多國家看做能夠代替天然氣、石油的能源。
比別看可燃冰這么厲害,想要順利完成科研可燃冰的研究,仍舊是一件十分艱難的事情。
在地殼演化與沉積的過程中,地殼內部形成了很多可燃氣體,在靠近內陸的淺海區,可燃氣體能夠被開采,是人們所熟知的天然氣。
而想要形成可燃冰,必須滿足高壓且低溫的環境條件,而能夠滿足這一條件的,非幾大洋底部莫屬了。
地球作為一個海洋星球,海洋占了絕大部分的面積,因此底下可燃冰的儲量理論上來說十分可觀。
為了能夠掌握可燃冰的研究技術,各個國家都開始了對可燃冰的勘探與開采。
當前就已經有至少30個國家和地區開展了可燃冰的研究。
中國作為可燃冰儲備大國,自然也進行了相關的研究。
2023年9月末,中國工程院院士謝和平團隊自主研制出全球首套可燃冰保壓保溫取樣/存儲裝備搭載設備——“奮斗者”。
奮斗者能夠載人完成萬米海試任務,當次海試實現了深海原位壓力溫度的固體可燃冰樣本主動保壓保溫獲取。
作為全球首次的突破,預示著中國有可能成為全球首個破解可燃冰開發難題的國家,同時也成功在深海原位保溫保壓儀器方面取得全新進展。
可燃冰的研究進展緩慢
可燃冰是眾所周知的底下寶貝,能量密度高,且燃燒不會污染環境。
而現如今可燃冰的研究進展十分緩慢,曾經受萬眾矚目的能源逐漸消失在了人們的視野。
造成這一情況的因素很多,當前的研究主要從開采難度、開采成本以及環境等方面進行評估。
開采難度大
前文曾提到,可燃冰形成的條件十分苛刻,這導致它幾乎都藏在海底的深處和凍土層之中。
這樣的前提導致勘探和開采的難度都十分高,需要克服高壓、低溫等極端環境。
如果僅是小范圍內試采,這樣的難度還可以接受。
但若是想要進行大規模開采,則暫時還沒辦法克服相關的技術問題。
同時可燃冰是固體,這導致了開采過程無法像石油和天然氣一樣順利。
石油和天然氣可以通過管道提取、運輸,而可燃冰只能夠像煤炭一樣被挖出,或是通過技術手段,使其升華成為氣體,再經管道運輸。
對于當前的科技水平而言,想要順利將可燃冰挖出,則需要建設深海隧道等設施,這基本上不可能實現。
而可燃冰的密度又十分高,開采過程中存在爆炸風險。
如果不小心發生爆炸,則可能導致海底滑坡等地質災害,作業的工作人員根本沒有機會逃生。
因此就開采難度來看,大規模開采可燃冰還是一個十遙遠的任務。
- 開采成本高
盡管可燃冰儲量豐富,但開采可燃冰的經濟性一直是各國研究的重點之一。
首先,可燃冰并非全新的能源,只是天然氣的另一種形態。
就開采成本而言,南海深水氣田為0.75-0.95元/立方米,渤海氣田為0.6-0.7元/立方米,山西煤層氣則高達1.2-1.4元/立方米。
而可燃冰的開采成本卻達到了8元/立方米。
相同的物質屬性,但開采成本卻至少增加了6-10倍,這樣的開采成本相較于石油和天然氣絲毫不占優勢。
其次,可燃冰的商業化應用尚不成熟,在市場需求度不高的前提下,各個國家也不愿意投入更多的資金進行可燃冰開采技術研發。
最后,可燃冰需要利用地球內部不可再生資源,對于地球的損害較高。
而太陽能、風能等清潔能源吸引了大量的投資,相比較而言,可燃冰的發展前景并不高,
環境影響
既往研究中,對石油、天然氣等資源的開采,導致地球上產生了很多巨大的礦坑。
這樣的開采規模,對當地的生態環境造成了較為嚴重的影響,不但要花費大量的成本進行修復,恢復周期也十分漫長。
可以想象,如果這樣的破壞規模發生在海底,或許會帶來更加不可預估的后果。
海底的地質結構相較于地表更為脆弱,以人類現有的科技,并不能確定哪些區域的開采更具安全性。
海底地址活動比較頻繁,如果不小心對海底環境造成影響,極端的地質活動或許會對人類社會造成毀滅性打擊。
總結
無論是對于中國,還是世界,可燃冰都是一種具有探索、研究潛質的資源。
作為能源需求大國,當今中國在能源研究方向已經取得了突破性進展。
但受到開采難度、開采成本等因素的影響,即便是中國,對于可燃冰的開采也仍舊處于發展階段。
地質調查等方面的專家曾表示,中國預計在2030年實現可燃冰的商業化開發。
因此可燃冰的開采、后續商業價值的發掘,以及可燃冰將給人類生活帶來怎樣的改變,仍舊值得人們的期待。
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