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“能源”这个简简单单的词语,不仅诠释了人类发展的本质,也揭露了地球范围内所有冲突的根源,即能源丰富就可以发展,能源紧张就会引起战争。
然而,现代能源危机的出现,却让能源的引战功能无限被强化,若想要逆转这一劣势,那就必须要出现一种全新的能源形式,比如可燃冰。
可燃冰:一种天然气水和化合物
可燃冰,这个词汇对于国人而言,本身就是极具矛盾意义的,一方面是可燃性的定义,这让无数人会首先想到石油、煤炭以及天然气等石化能源。
而另一方面,冰这个概念却又给人一种“无火”的错觉,即没有燃烧性可言,要将其用作燃料,那更是天方夜谭,根本是不可能的。
但在这世间,就是存在着这样一种看似非常矛盾的物体,因为可燃冰从本质上来说并不属于冰块的范畴。
按照现有的研究来看,可燃冰其实是天然气和水相结合的一种固体化合物,由于含有大量的甲烷等可燃气体,所以,它们不仅可以燃烧,且燃点还非常低,十分适合当做燃料使用。
至于为什么会被称之为“冰”,那完全是因为这些固体化合物晶莹剔透的外形,让人乍眼一看就以为是一个冰块,这才被人取名为可燃冰,除此之外,一些科学家还称其为固体瓦斯和气冰等。
可燃冰的勘测
而根据记载资料显示,最早发现可燃冰的国家是美国,发现时间为1810年,当时美国的科学家在实验室中首次观察到了这种天然气水合物,但仅是进行了记录,并未进行太多的深层次研究。
直到1934年时,美国人哈默·施密特在阻塞的天然气管道内,再次发现了可燃冰的身影,还进一步证明了这些“冰”的可燃性,这成为了世界研究可燃冰的重要节点。
之后,在二战结束的1946年时,苏联学者斯特里诺夫在对物理和地理两个学科进行研究后,得出了一条非常重要的结论:
“只要有合适的温度和压力,自然界必定会有天然气水合物的形成。不仅能够形成,而且还能够聚集成为‘天然气水合物矿产’。”
尽管,斯特里诺夫自己并没有去证明该理论,但苏联的地质科考者却在1968年时,完成了对该理论的认证-----------西伯利亚麦索雅哈发现了大量且聚集的“天然气水合物矿产“。
由此,斯特里诺夫的这一理论,也成为了陆地可燃冰的勘测标准之一,比如我国青藏高原地区的可燃冰,以及加拿大西北Mackenzie三角洲地区的可燃冰,便就是基于这一理论才得以被发现的。
这主要是因为,该理论体系所描述的条件,正好完美契合永久冻土区,所以,各国在勘测本国可燃冰时,便会首先对国土上的冻土区进行考察,而事实也证明,高原冻土地带的低温条件和常年高压,确实是可燃冰的生成沃土。
值得一提的是,美国在得知冻土能产出可燃冰后,可谓是世界上最开心的国家了,要知道,在美国买入阿拉斯加之前,其本土几乎没有冻土区,直到从沙俄手中购入阿拉斯加后,美国才终于拥有了自己的冻土区。
同时,在斯特里诺夫理论的影响下,美国在1972年时,也对阿拉斯加地区的永久冻土层进行勘测,并成功找到可燃冰的身影,这让隔岸的苏联直拍大腿,而美国自己却乐开了怀。
而在冷战背景的影响下,美苏两国对可燃冰的如此追求,也成功带动了世界诸国对本土可燃冰的勘探,比如加拿大、日本,以及澳大利亚等国的可燃冰勘测,便就是从此刻开启的。
但需要注意的是,真正意义上的可燃冰研究高峰期,其实是苏联解体后,当时全球已形成一超多强的格局,大国间的氛围相对宽松了不少,战争氛围也不似从前那般浓厚,这才让一众强国得以从军备竞赛的噩梦中走出,并投入到新燃料的研究之中,比如我国的可燃冰研究,就正是在这一时期上马。
在二十世纪末至二十一世纪的过渡期间,我国采取了“上山下海”的可燃冰勘测策略,即一方面效仿苏联,到青藏高原等地的永冻层进行勘测,另一方面,又学习西方国家到海床中找寻可燃冰的模式。
在这样的策略指导下,我国在2000年至2010年的十年间,先后在青藏高原和南海地区发现了大量的可燃冰。
尤其是在青藏高原发现的可燃冰矿区,能源热值约有350亿吨油当量,简单来说,就是全部开采使用的话,效用约等于350亿吨石油。
须知,我国一年的石油消耗量也仅有7亿吨上下,换句话来说,青藏高原所存的可燃冰热值,等同于我国50年的石油效用。
除此之外,我国于2010年时,还在南海地区发现了一个由11个可燃冰矿体所组成的大型矿脉区,其中可燃冰储量约194亿立方米,是世界上已发现可燃冰地区中饱和度最高的地方,若进行开采开发,矿储量足够支撑我国使用百年,令世人大受震撼。
不过,无论是美国阿拉斯加的可燃冰矿脉,还是我国南海的大型矿区,这些在目前看来,都只是一串只具有理论意义的数字,距离全面的运用,还有着不小的差距。
可燃冰的“销声匿迹”
首先,我们需要清楚的是,可燃冰作为燃料来说,它是极具划时代意义的,因为,在全球范围来看,可燃冰的储藏量非常巨大,这可以从根本上解决能源短缺的问题。
其次,可燃冰的热值并不弱,这意味着,用可燃冰当做燃料,它能提供的能量并不弱,而且,可燃冰在完成燃烧后,只会产生二氧化碳和水,相较于其他化石燃料来说,这已经环保太多了。
然而,就是这样完美的可燃冰,却在一阵爆火之后销声匿迹了,因为,各国在对可燃冰进行开发时,发现了两个无法攻克的难点,首当其冲的就是“难开采”。
正如前文所言,可燃冰的生成需要有两个条件,即高温和低压,而全球能够同时满足这两项条件的地方,就是海底和高原永久冻土层。
显然,无论是深不可测的海底,还是伴随着高原反应和极寒的高原永冻层,它们都并不适合开展矿业开发,毕竟,这两者所带来的极端环境,都不适宜工人和机械的高强度运作。
同时,可燃冰本身是含有甲烷的,这也是它能作为燃料的根本,但这些甲烷的存在,却给了开采工作不小的难度。
简单来说,就是在开采的过程中,只要稍不注意就很可能使可燃冰里的甲烷逃逸,从而导致严重的温室气体事故,这对地球生态那可是毁灭性的打击。
而除去开采的困难外,矿脉的后续维护也是一大难题。
按照现有的地质勘测来看,可燃冰的开采量一旦扩大,那就很可能造成高原滑坡和海底滑坡,而人类目前对这两个区域的生态修复能力,仍停留在初级阶段。
这意味着,若是因可燃冰的开采而导致滑坡,那人类大概率就只能“干瞪眼”,随后所引起的连锁反应,也只能照单全收,这其中包含的不确定性,对于人类文明而言,那可谓是一场豪赌,一着不慎就可能满盘皆输,并不值得。
最后,就是国际上的一众能源输出国,对于可燃冰的运用一直抱着否定态度,毕竟,可燃冰要是完全投入市场,那这些能源输出国手中的化石燃料就会大打折扣,这显然不是这些团体所想要看到。
因此,人类在新能源的运用上,宁愿去信任作为二次能源的电能,也没有选择把可燃冰搬上舞台,但科技终会进步,困难终会解决,可燃冰也必然会以全新的姿态,成为未来能源危机的解题思路。
参考资料:
《可燃冰,究竟是不是画大饼?》--------虎嗅网
《可燃冰是骗人的吗?都2021年了,为啥还没大规模使用?》-------中国石油学会非常规油气专业委员会
《冰与火的完美结合——可燃冰》---------万方数据期刊
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