大家还记得当年炒得沸沸扬扬的可燃冰吗?这个被誉为“未来能源”的神秘物质一度让无数人满怀希望,认为它将彻底改变人类的能源结构。当年它甚至频繁出现在中小学试题里面,然而,几年过去了,可燃冰似乎销声匿迹了,很少有报道了,说好的中国第一,突破西方能源枷锁还能实现吗?这究竟是怎么回事呢?

打开网易新闻 查看精彩图片

超级燃料可燃冰

可燃冰,并不是真的是真的纯冰,只是个俗称而已,本质上应该叫天然气水合物,是由天然气(主要是甲烷)和水在特定的高压低温条件下形成的固态物质。它看起来就像冰块,但神奇的是,如果你点燃它,它会像天然气一样燃烧,发出明亮的火焰。这就是为什么它被叫做“可燃冰”。你可以把它想象成一种冰冻的汽水,只不过这里的汽水是天然气,而冰块是水合物。由于这些严格的条件,可燃冰通常存在于深海海底或者永久冻土层中,比如南极和北极地区的地下。

打开网易新闻 查看精彩图片

其燃烧后几乎不产生任何残渣,污染远小于石油、天然气和煤炭。更为惊人的是,1立方米可燃冰可以释放出150立方米的天然气。而且在转化率如此高的情况下,科学家还发现,可燃冰的储量非常丰富。全球范围内的可燃冰储量估计可以满足人类几百年的能源需求。举个例子,在中国南海的海底,可燃冰的储量相当于几百亿吨石油当量。也就是说,如果我们能够成功开采和利用这些可燃冰,人类的能源问题将得到极大的缓解。

打开网易新闻 查看精彩图片

所以,从它开始被发现以后,全世界大量的国家都在跟进可燃冰的开采和利用,当然主要是中国、美国、日本三个国家,另外的什么加拿大,韩国的水平就差的有点远了。我国在2007年首次在南海北部发现可燃冰,并在2017年实现了首次试开采成功,取得了连续稳定产气的突破​​​。

打开网易新闻 查看精彩图片

中国领先全世界的开采技术

别看可燃冰那么厉害,但是开采的难度也是非常高的,因为一旦钻孔,让它和外界接触,失去了巨大的压强和低温,这些可燃冰就会快速的释放甲烷气体,就如同你把一瓶可乐摇晃以后直接打开盖子一样,能喷你一脸,挡都挡不住,所以可燃冰开采不是哪个国家都能干的。其中最强大的应该是中国,出动的神器是蓝鲸一号。

打开网易新闻 查看精彩图片

它是中国自主建造的世界最大、钻井深度最深的半潜式钻井平台。于2016年完成建造,净重约43000吨,高度相当于37层楼,其最大作业水深可达3658米,最大钻井深度为15240米,设计目的就是用于深海石油和天然气的钻探和开采,但同样可以用来采集可燃冰。

2017年,中国在南海北部神狐海域进行了首次可燃冰试开采。蓝鲸一号在水深1266米的海底以下200米的海床中进行了钻探。这次试采取得了巨大的成功,连续稳定产气8天,总产气量达到12万立方米,成为全球第一个实现海域可燃冰稳定产气的国家;而2020年,中国在同一海域进行了第二次可燃冰试开采。这次试开采持续了一个月的时间,蓝鲸一号再一次展示了其强大的钻井能力。这次试开采共提取出86.14万立方米的天然气,平均每天产气2.87万立方米​​​

打开网易新闻 查看精彩图片

当然除了中国以外,美国和日本也在这方面有所发展,比如美国能源部和日本石油天然气金属矿物公司合作,在阿拉斯加北坡开展了多次试验,采用“分子置换”方法,通过注入二氧化碳替换甲烷,从而释放天然气。这一方法在2011和2012年的测试中成功提取了近1百万立方英尺的甲烷;日本在南海槽进行了一系列测试。最近的一次测试于2024年进行,成功从海床下提取了甲烷气体。关键是南海槽的甲烷储量估计可满足日本11年的天然气需求​​​​。当然总体而言虽然这两两个国家有所尝试,但缺乏大型的施工机械,也只能在二流水平。

打开网易新闻 查看精彩图片

可燃冰这么强,为何没消息了?

既然可燃冰这么强,中国的水平又这么高,那为什么现在几乎没有听到类似的消息了呢?本质上其实是因为这种燃料虽然前途远大,但目前还是利用难度太高了。

第一个是不安全。前面说过,可燃冰是在极端的高压低温环境下形成的,它就如同汽水一样,只是里面装的是天然气而已,所以一旦打开它的外层,那么它会迅速的释放出甲烷气体,体积膨胀160倍,巨大的压力作用下,很难能够挡得住,并且保证气体被吸收,特别是在海底开采中,钻井技术必须非常先进,保证井底的稳定性和密封性,否则大量的海水和砂石会涌入井中,阻塞管道,甚至引发海底滑坡和海啸。

打开网易新闻 查看精彩图片

第二个是成本现在还控制不住:目前,中国南海的可燃冰开采成本约为8元/立方米,而常规天然气的成本不到1元/立方米,有着巨大的差距,可以说注定了在可燃冰开采技术没有取得重大突破之前,永远也不可能进入市场。

第三个是污染大。这里不是说燃烧的可燃冰,而是指采集过程中的污染。因为可燃冰的主要成分是甲烷,这是一种比二氧化碳更强的温室气体,甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍​​。一旦密封不当或技术失误,甲烷便会逸入大气,会严重加剧全球气候变暖。

打开网易新闻 查看精彩图片

而且甲烷的释放不仅影响大气,还会对海洋生态系统造成严重破坏。当大量甲烷释放到海水中时,会发生氧化作用,即甲烷在微生物作用下转化为二氧化碳和水,这一过程会消耗大量的溶解氧​​。海洋中的溶解氧对于维持海洋生物的生存和生态平衡至关重要。一旦氧气大量被消耗,海洋生物如鱼类、贝类等将面临生存危机,导致海洋生物多样性减少和生态系统退化。

可燃冰确实有很多的问题,但是它本身的能源密度注定了这是一种非常优质的材料,现在的人类无法利用,并不代表未来就不行。如同放射性元素如果在古代,只能是杀人利器,但到了现在却变成了核电站的燃料,谁能够保证未来可燃冰不是人类的新能源呢?既然我们已经领先了,不妨就一直领先下去。

打开网易新闻 查看精彩图片

大家怎么看?