“可燃冰”,，專(zhuān)家們稱(chēng)之為“天然氣水合物”或“甲烷水合物”,，是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌類(lèi)似冰或固體酒精,，點(diǎn)火即可燃燒�,！翱扇急眱�(chǔ)量豐富,、分布廣闊，科學(xué)家們預(yù)測(cè),，它是常規(guī)石油和天然氣的最佳替代能源,。2012年2月15日，日本開(kāi)始在愛(ài)知縣渥美半島近海從海底試采“可燃冰”,，拉開(kāi)了人類(lèi)開(kāi)采“可燃冰”的序幕,。
利用可燃冰 人類(lèi)剛剛邁出一小步
“可燃冰”深藏在海底和陸域深處，迄今關(guān)于“可燃冰”儲(chǔ)量和可采多少年,，都是估計(jì),，不同研究機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家提供的數(shù)據(jù)差距很大。一些國(guó)家都在進(jìn)行科學(xué)勘探,，以大體查清儲(chǔ)量,、分布和特點(diǎn)，這是進(jìn)行有效開(kāi)發(fā)“可燃冰”資源的前提條件和基礎(chǔ),。
“可燃冰”賦存于海洋300—3000米水深的海底沉積物中,，主要賦存于陸坡、島坡和盆地的沉積物或沉積巖中,。中國(guó)南�,！翱扇急碧N(yùn)藏在水深350—3200米范圍。據(jù)媒體介紹,，日本負(fù)責(zé)鉆探的“地球”號(hào)深海探測(cè)船向海底吊放人造金剛石鉆頭,，降到水深約1000米的海底后通過(guò)遙控機(jī)器人尋找最佳鉆探地點(diǎn)，向下鉆探四個(gè)約260米,，觸及到蘊(yùn)藏可燃冰的地層,。
陸地上的可燃冰資源主要分布在高緯度極地永久凍土帶之下，或者大陸邊緣的斜坡和隆起處。中國(guó)是世界上第三凍土面積大國(guó),，凍土區(qū)面積達(dá)215萬(wàn)平方公里,，具備有利于可燃冰賦存條件和資源前景。2009年9月25日,，在國(guó)土資源部舉行的新聞發(fā)布會(huì)上,，國(guó)土資源部總工程師張洪濤介紹，國(guó)土資源部2008年11月在祁連山南緣永久凍土帶(青海省天峻縣木里鎮(zhèn),，海拔4062米)成功鉆獲甲烷水合物,；2009年6月繼續(xù)鉆探，獲得寶貴的實(shí)物樣品,，并對(duì)樣品進(jìn)行了室內(nèi)鑒定,，掌握了一系列數(shù)據(jù)。這是我國(guó)繼2007年5月在南海北部鉆獲甲烷水合物之后的又一重大成果,。青海省甲烷水合物儲(chǔ)量約占我國(guó)陸域甲烷水合物儲(chǔ)量的1/4,。據(jù)“可燃冰”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一、中國(guó)煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)隊(duì)長(zhǎng),、總工程師文懷軍介紹,，青海木里煤田含可燃冰巖層段埋藏淺，只有130—300多米,，這為可燃冰開(kāi)采提供很大有利條件,。這里的凍土層較薄，只有80—120米,，也為將來(lái)從事科研和開(kāi)發(fā)帶來(lái)極大便利,，中國(guó)開(kāi)發(fā)可燃冰有望在這里取得突破。
上述情況表明,，查清深藏海底或陸域深處的可燃冰儲(chǔ)量絕非易事,，進(jìn)行商業(yè)開(kāi)采更加艱難。自19世紀(jì)30年代以來(lái),，一些學(xué)者和國(guó)家一直在研究可燃冰開(kāi)發(fā)問(wèn)題,。但是，迄今仍處于科學(xué)勘探和試開(kāi)采階段,。有專(zhuān)家估計(jì),，開(kāi)發(fā)海底和陸域可燃冰資源，將分別在30年和15年之后才能大規(guī)模展開(kāi),。開(kāi)發(fā)可燃冰的重要性在于,，隨著常規(guī)石油和天然氣儲(chǔ)量日益減少，可燃冰將成為最佳的替代能源和戰(zhàn)略資源,。
人們都說(shuō)海洋深處是個(gè)大寶庫(kù),，但是,，迄今為止，海底有多少種和多大儲(chǔ)量礦藏資源仍有待認(rèn)知,，仍是未經(jīng)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的處女地,。早在1965年，前蘇聯(lián)在西西伯利亞永久凍土帶的麥索亞哈甲烷水合物儲(chǔ)層中,，采用降壓,、注化學(xué)藥劑等方法實(shí)現(xiàn)了該礦藏的試開(kāi)發(fā)，蘇聯(lián)成為世界上第一個(gè)成功試開(kāi)發(fā)甲烷水合物的國(guó)家,。1999年日本在近海試采成功,。2011年，日本研發(fā)出可在海底沙地和巖礁等地形自如行走的無(wú)人探測(cè)機(jī)和探測(cè)海底地形的高性能聲響技術(shù),。2012年2月15日,，在日本愛(ài)知縣渥美半島近海進(jìn)行試開(kāi)采，為2013年正式開(kāi)采做準(zhǔn)備,，屆時(shí)將進(jìn)行實(shí)際開(kāi)采,，并觀測(cè)可燃冰開(kāi)發(fā)給周邊環(huán)境帶來(lái)的影響。如果開(kāi)采成功,，日本將成為世界上第一個(gè)從海底開(kāi)發(fā)可燃冰的國(guó)家。2006年,，加拿大成功利用“減壓法”在陸域開(kāi)采可燃冰,，如果能將“減壓法”運(yùn)用到海底開(kāi)發(fā)并取得成功，那么加拿大將是世界上第一個(gè)利用“減壓法”在海底開(kāi)采可燃冰的國(guó)家,。
國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)主要是資源特別是能源競(jìng)爭(zhēng),。美國(guó)安全問(wèn)題專(zhuān)家邁克爾·克萊爾在2001年出版的《資源戰(zhàn)爭(zhēng)：全球沖突新景觀》一書(shū)中預(yù)言：“21世紀(jì)地緣政治的基本輪廓是，各國(guó)將對(duì)石油,、木材,、礦石和水這類(lèi)戰(zhàn)略物質(zhì)資源，展開(kāi)大規(guī)模的競(jìng)爭(zhēng),�,！痹缭�20世紀(jì)70年代，美國(guó)前國(guó)務(wù)卿亨利·基辛格展望美國(guó)地緣政治的長(zhǎng)期目標(biāo)時(shí)說(shuō)：“誰(shuí)控制了石油,，誰(shuí)就控制了所有國(guó)家,；誰(shuí)控制了糧食，誰(shuí)就控制了所有的人,；誰(shuí)控制了貨幣,，誰(shuí)就控制了整個(gè)世界�,！睋�(jù)美國(guó)傳統(tǒng)基金會(huì)網(wǎng)站2011年5月31日發(fā)表美國(guó)能源自由中心執(zhí)行主任亞歷山德拉·里迪·伯恩的一篇題為《美國(guó)的能源自由：經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的基礎(chǔ)》的文章介紹,，自1973年以來(lái),，美國(guó)總統(tǒng)在25篇國(guó)情咨文中都就美國(guó)人日益依賴(lài)外國(guó)能源問(wèn)題的危害和陷阱提出警告。近40年來(lái),，美國(guó)開(kāi)發(fā)能源特別是開(kāi)發(fā)非常規(guī)油氣資源取得重大成果,。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2011年10月,，美國(guó)的能源自給率已達(dá)到81%,，為1992年以來(lái)最高水平。2010年美國(guó)消費(fèi)石油八億噸,，其中從中東地區(qū)進(jìn)口8600萬(wàn)噸,，對(duì)中東石油依存度為11%。美國(guó)在開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣取得重大進(jìn)展的情況下,，正在大力開(kāi)發(fā)可燃冰資源,。從2000年起，政府與大學(xué)和私營(yíng)企業(yè)合作,，對(duì)可燃冰進(jìn)行勘探和實(shí)地研究,，目標(biāo)是在2016年進(jìn)行商業(yè)性開(kāi)采。
中國(guó)從1999年起加強(qiáng)對(duì)可燃冰資源進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的調(diào)查和研究,，已經(jīng)取得一些突破性的成果,。第一，證實(shí)了我國(guó)南海存在可燃冰資源,，發(fā)現(xiàn)了南海北部陸坡可燃冰資源有利開(kāi)發(fā)區(qū),，評(píng)價(jià)了該區(qū)域可燃冰資源潛力，并確定了東沙,、神狐兩個(gè)可燃冰重點(diǎn)目標(biāo),；第二，陸域勘察可燃冰資源取得重大進(jìn)展,，證實(shí)了在我國(guó)廣闊凍土區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的可燃冰資源,；第三，有了較強(qiáng)的科技和管理人才隊(duì)伍以及技術(shù)準(zhǔn)備,，國(guó)土資源部總工程師張洪濤預(yù)計(jì),，我國(guó)有望在10—15年后進(jìn)行陸域可燃冰資源的商業(yè)開(kāi)發(fā)利用。有專(zhuān)家預(yù)計(jì),，到2015年,，爭(zhēng)取在南海實(shí)現(xiàn)可燃冰資源的試開(kāi)采。
據(jù)統(tǒng)計(jì),，2010年中國(guó)消費(fèi)能源超過(guò)20億噸油當(dāng)量,，約占全球能源消費(fèi)總量的20%，成為僅次于美國(guó)的世界第二能源消費(fèi)大國(guó),。在一次能源消費(fèi)中,，煤炭,、石油和天然氣所占比重，世界分別為29%,、33%和24%,，美國(guó)分別為32%、29%和24%,，中國(guó)分別為70%,、18%和4%，其中,，國(guó)內(nèi)開(kāi)采石油2.03億噸,，進(jìn)口2.39億噸，進(jìn)口石油依存度達(dá)54%,，其中近75%來(lái)自西亞和非洲,。我國(guó)海底和陸域蘊(yùn)藏著豐富的頁(yè)巖氣和可燃冰資源，完全能夠滿足我國(guó)能源需求,，提高能源自給率,，保障能源安全供應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展,。
可燃冰資源：引發(fā)眾多國(guó)家關(guān)注
2011年7月,，“第七屆國(guó)際天然氣水合物大會(huì)”在英國(guó)愛(ài)丁堡召開(kāi)，美國(guó),、中國(guó),、日本、韓國(guó)和英國(guó)等30多個(gè)國(guó)家的600多位代表與會(huì),；“第八屆國(guó)際天然氣水合物大會(huì)”將于2014年在北京舉行……這么多國(guó)家和這么多代表與會(huì),，對(duì)可燃冰這種新能源表現(xiàn)出極大的關(guān)注,，充分表明,，世界很多國(guó)家都在準(zhǔn)備參與開(kāi)發(fā)全球蘊(yùn)藏豐富的可燃冰資源。
期待替代能源
自1930年全球主導(dǎo)能源從煤炭轉(zhuǎn)向石油以來(lái),，石油消費(fèi)急劇增加,。據(jù)英國(guó)石油公司統(tǒng)計(jì)，2010年全球消費(fèi)能源120億噸油當(dāng)量,，其中石油和天然氣分別占33.6%和23.8%,。據(jù)埃克森美孚公司總裁杜勒森預(yù)測(cè),，到2030年全球各種能源日需求量將達(dá)到3.35億桶油當(dāng)量,，其中石油和天然氣分別占35%和25%。據(jù)美國(guó)《油氣》雜志統(tǒng)計(jì),，截至2010年,，全球石油和天然氣剩余探明儲(chǔ)量分別為2013億噸和188萬(wàn)億立方米,。常規(guī)石油和天然氣都是不可再生礦藏資源，越采越少,。有專(zhuān)家估計(jì),，目前地球上的石油資源大致還可以用40年，天然氣資源還可以用70年,，煤炭資源還可以用190年,。儲(chǔ)量豐富的“可燃冰”將是常規(guī)石油和天然氣的最佳替代能源。
“可燃冰”大多分布在深海海底和陸地凍土區(qū)域深處,。海底“可燃冰”分布的范圍約占海洋總面積的10%,，達(dá)4000萬(wàn)平方公里，總儲(chǔ)量是全球已探明石油,、煤炭和天然氣儲(chǔ)量的兩倍,，是常規(guī)天然氣儲(chǔ)量的50倍。有專(zhuān)家估計(jì),，僅全球海底“可燃冰”資源可供人類(lèi)使用1000年,。還有資料估計(jì)，“可燃冰”在全球范圍內(nèi)廣泛存在,，全球約占27%的陸域是形成“可燃冰”的潛在地區(qū),。在全球邊緣海、深海槽區(qū)及大洋盆地地區(qū),，有利于形成“可燃冰”的面積約為18.9億平方千米,，占海洋總面積的30%。英國(guó)《星期日泰晤士報(bào)》2012年1月15日刊登喬納森·利克一篇題為《爭(zhēng)奪“凍在海底”的神奇氣體的競(jìng)賽開(kāi)始》的文章介紹：“挪威國(guó)家石油公司最新的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,，應(yīng)該將甲烷水合物歸類(lèi)為一種重要的燃料源,，因?yàn)槁裨诤５椎募淄樗衔锾峁┑膭?dòng)力足夠世界使用幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)�,！迸餐䥽�(guó)家石油公司負(fù)責(zé)勘探非常規(guī)碳?xì)浠衔锏慕?jīng)理埃斯彭·安德森說(shuō)：“甲烷水合物有巨大的能含量,，有可能超過(guò)其他所有已知化石燃料的能含量總和�,！笨扇急臒崃亢芨�,，一立方米可燃冰可以釋放164立方米的天然氣。
可燃冰儲(chǔ)量令人驚訝
據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局估計(jì),，僅美國(guó)加州沿海地區(qū)就擁有甲烷水合物約37萬(wàn)億立方米,。美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站2010年5月23日發(fā)表題為《追蹤甲烷可估算墨西哥灣浮油的規(guī)模》一文中援引英國(guó)石油公司負(fù)責(zé)人的話說(shuō),，泄漏的原油約有40%是由甲烷構(gòu)成的,。甲烷在從海底深處的油井往上升的過(guò)程中會(huì)溶解于水，美國(guó)的許多科研船只已經(jīng)擁有了相應(yīng)設(shè)備,，可以估算出這些往上升的甲烷的儲(chǔ)量,。法新社2010年3月4日發(fā)表的一項(xiàng)報(bào)告介紹,，從2003年到2008年，由阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯分校的科學(xué)家納塔利婭·沙霍娃和利伊戈?duì)枴ぶx米列托夫領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組探查了西伯利亞?wèn)|部北極地帶大陸架,，其面積覆蓋北冰洋海底200萬(wàn)平方公里,。他們的研究報(bào)告指出，北冰洋不穩(wěn)定永久凍土層中的甲烷氣體向大氣層外泄的速度比科學(xué)家們以前認(rèn)為的要快,。研究報(bào)告稱(chēng),，“這一發(fā)現(xiàn)揭示，海底永久凍土層而并非陸域是被忽視的甲烷氣體巨大來(lái)源,，甲烷氣體的大范圍排放可能將大大加劇全球變暖,。”這些事實(shí)都顯示,，在墨西哥灣和北極地區(qū)海底都蘊(yùn)藏著大量“可燃冰”資源,。
日本幾乎沒(méi)有礦藏資源，所需99.7%的石油依賴(lài)進(jìn)口,，其中87%來(lái)自中東地區(qū),。香港《亞洲時(shí)報(bào)》網(wǎng)站2009年12月22日發(fā)表記者高橋浩佑題為《日本視甲烷水合物為能源救星》的文章認(rèn)為，日本“也許找到了一種在一定程度上改變幾乎完全依賴(lài)從其它國(guó)家進(jìn)口石油這一局面的辦法”,。投資者相信,，日本能夠采掘甲烷水合物并對(duì)其進(jìn)行商業(yè)利用。人們希望,，甲烷水合物能夠取代石油,。據(jù)估計(jì)，僅日本周邊海底沉積物中甲烷水合物的儲(chǔ)量,，就足以提供相當(dāng)于日本目前每年天然氣使用量90倍的能源,。日本政府在2007年宣布，距離本州島東海岸大約50公里的南海海槽地區(qū)蘊(yùn)藏著1.14萬(wàn)億立方米甲烷水合物,，這一儲(chǔ)量幾乎相當(dāng)于日本目前每年天然氣消費(fèi)量的14倍,。日本周邊海底還蘊(yùn)藏著其他大量甲烷水合物。據(jù)估計(jì),，四國(guó),、九州,、北海道等海域蘊(yùn)藏的“可燃冰”總量,，相當(dāng)于日本天然氣100年的消費(fèi)量。日本石油,、天然氣和金屬礦物資源機(jī)構(gòu)(Jogmec)預(yù)測(cè),，日本西南沿海的南海海槽區(qū)域的甲烷水合物儲(chǔ)量可以提供足夠日本使用300年的能源。
中國(guó)資源量可觀
中國(guó)是“可燃冰”資源儲(chǔ)量最多的國(guó)家之一,。2004年,，中德聯(lián)合科考隊(duì)的“太陽(yáng)號(hào)”考察船在南海海底發(fā)現(xiàn)了當(dāng)今全球最大的碳酸鹽結(jié)殼,，面積達(dá)430平方公里。它充分證實(shí)了海底甲烷水合物曾釋放出大量的甲烷,。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè),，我國(guó)南海西沙海槽、臺(tái)灣西南陸坡,、南沙海槽,、沖繩海槽海底可能存在大量的甲烷水合物資源，可以滿足我國(guó)今后數(shù)百年的需求,。2009年夏,，在祁連山南緣，一簇火苗的燃燒,，成為令人振奮的消息：我國(guó)成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)“可燃冰”的國(guó)家,！據(jù)專(zhuān)家們估計(jì)，我國(guó)“可燃冰”的資源儲(chǔ)量為803.44億噸油當(dāng)量,，接近于我國(guó)常規(guī)石油資源量,，約是我國(guó)常規(guī)天然氣資源量的兩倍。據(jù)國(guó)土資源部專(zhuān)家估計(jì),，我國(guó)陸域“可燃冰”遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量,，可供我國(guó)使用近90年。
新能源利用：不能讓環(huán)境付出代價(jià)
截至2010年,，煤炭,、石油和天然氣等化石能源仍占全球能源消費(fèi)的86%，源自化石能源消費(fèi)排放的溫室氣體占全球溫室氣體排放總量的2/3,。有效安全開(kāi)發(fā)清潔能源,，不僅是化石能源的最佳替代能源，而且將大大改善環(huán)境,�,？扇急且环N潔凈能源，它所含的雜質(zhì)比常規(guī)天然氣更少,，燃燒后幾乎不產(chǎn)生污染物質(zhì),。
可燃冰主要?dú)怏w成分為甲烷�,！犊萍既�?qǐng)?bào)》曾刊登楊玉峰一篇題為《“可燃冰”：沉睡的未來(lái)能源》的文章介紹,，關(guān)于“可燃冰”的成因，目前主要有兩種觀點(diǎn),，一種認(rèn)為,，可燃冰最初來(lái)源于海底的細(xì)菌。海底存在大量動(dòng)植物的殘骸，這些殘骸腐爛時(shí)產(chǎn)生細(xì)菌,，細(xì)菌排出甲烷,，當(dāng)正好具備高壓和低溫的條件時(shí)，細(xì)菌產(chǎn)生的甲烷氣體就被鎖進(jìn)氣水合物中,，即“甲烷水合物”,。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，可燃冰由海洋板塊活動(dòng)而成,。當(dāng)海洋板塊下沉?xí)r,，較古老的海底地殼會(huì)下沉到地球內(nèi)部，海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣涌上表面,。當(dāng)接觸到冰冷的海水和深海壓力,，天然氣與海水產(chǎn)生化學(xué)作用，就形成“甲烷水合物”,。認(rèn)清“可燃冰”主要?dú)怏w成分為甲烷的重要性在于,，如果不能保證足夠的高壓和低溫，可燃冰會(huì)迅速融化為水和甲烷,，如果不能對(duì)甲烷進(jìn)行安全有效地收集,，大量甲烷將直接進(jìn)入大氣，全球氣候?qū)⒚媾R一場(chǎng)災(zāi)難,。
英國(guó)《星期日泰晤士報(bào)》2012年1月15日發(fā)表題為《爭(zhēng)奪“凍在海底”的神奇氣體的競(jìng)賽開(kāi)始》的文章援引英國(guó)愛(ài)丁堡的赫里奧特—瓦特大學(xué)氣體水化物研究中心主任巴赫曼·托希迪教授的話說(shuō)：“人們的想法是,，通過(guò)稍微加熱或稍微降低壓力來(lái)擾亂沉積層。甲烷隨后會(huì)變回氣體,，我們就可以收集了,。如果我們能找到一種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法，就像日本人正在做的那樣,，那么我們就有可能獲得巨大的新能源,。”不過(guò),，需要克服巨大的技術(shù)和環(huán)境障礙,。“最擔(dān)心的是,，甲烷水合物沉積層的化學(xué)不穩(wěn)定性意味著開(kāi)采有可能產(chǎn)生一種失控反應(yīng),，會(huì)向海洋釋放數(shù)百萬(wàn)噸甲烷氣體�,！蔽恼轮赋觯骸斑@類(lèi)泄漏也將對(duì)氣候造成災(zāi)難性影響,，因?yàn)榧淄樵趯?dǎo)致全球變暖上比二氧化碳大很多倍�,！敝袊�(guó)能源問(wèn)題專(zhuān)家胡文瑞最近發(fā)表題為《可燃冰：灼灼其華待有時(shí)》的文章指出,，可燃冰在資源方面顯得非常重要，但開(kāi)發(fā)和利用可燃冰也會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題,，其中包括可燃冰與溫室效應(yīng)有著密切聯(lián)系,；因海底可燃冰分解而導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性降低是海底滑坡產(chǎn)生的另一個(gè)重要原因；如果在開(kāi)采過(guò)程中向海洋排放大量甲烷氣體,，將會(huì)破壞海洋中的生態(tài)平衡,。
從勘探到開(kāi)發(fā)可燃冰資源是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要各領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)力合作,，不斷提高科技水平和擁有先進(jìn)的設(shè)備,，開(kāi)發(fā)要由點(diǎn)到面，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),，實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)發(fā),，既提供新能源，又保護(hù)環(huán)境,。
鏈接：日本研究機(jī)構(gòu)著手鉆探可燃冰