二十一世紀的新能源——可燃冰

2020-12-02 中國氣象局

  燃冰這種神秘物質,早在1810年首次在實驗室發現,19世紀末被一個石油公司在北極永久凍土帶中發現。現已初步揭開這種神秘物質——「天然氣水合物」的面紗。它由水和甲烷組成,即水和天然氣的混合物,甲烷是由細菌分解有機物和石油熱解時產生的,在地球深處處於高壓、低溫(零下40攝氏度)特定的條件下才穩定存在,多數蘊藏在地球高緯度的永久凍土帶或深海底100-300米的地下。由細菌分解有機物的甲烷正是由地質時期的動植物遺骸在高溫低壓下釋放出來的,在高溫低壓環境下甲烷吸入水分子而形成結晶體,故呈固態白晶體狀。還有一點即燃的特性,很像「固體酒精」。科學家給它起了一個十分形象的名字——「可燃冰」。它的形成,據地質學家分析認為是由海洋板塊的活動而成。當海洋板塊下沉時,較老的海底地殼會下沉到地球內部,海底石油和天然氣隨板塊邊緣湧上表面。當接觸到冰冷的海水和受深海高壓,天然氣與海水發生化學作用形成水合物,即成「甲烷水合物」。

  眾所周知,深海下有機物質沉積發育,分布範圍廣泛,分布面積巨大,以甲烷為主的烴類氣體來源充足,有利這種天然氣水合物生成;海底可燃冰分布範圍佔海洋總面積的10%,相當於4000萬平方公裡,是迄今為止海底最有價值、最具前景的能源,足夠人類使用1000年。

  由於可燃冰所含甲烷分子只有一個碳原子,燃燒時幾乎沒有或很少排放出二氧化碳,又無硫化物生成,是目前發現的最清潔、最豐富的能源。

  天然氣水合物在地下深處、高壓低溫環境中才存在,是一種溢散氣體,當前的關鍵是開採技術和方法問題。

  據聯合海洋研究所主席詹姆斯說:蘊藏在海底深處的甲烷水合物很可能成為21世紀世界主要替代能源,也是當前最清潔的新能源。但也強調指出:這種新能源是溢流氣體,開採時最易洩漏,排出後會造成溫室效應,破壞海的穩定平衡,加劇氣候變暖,對海洋本身也有極大的危害,甚或造成大陸架邊緣的動蕩,導致災難性海嘯;有的學者還列舉出地球歷史上(大約8000多年前)北歐的一次海嘯就是因這種氣體的釋放造成的,同時也威脅海底油氣管線、水下電纜等設施。因此,對這種新能源的開發利用,更關鍵的問題是環境保護問題。

  (摘自《科學時報》吳鳳鳴/文) (來源於2003年8月9日《中國氣象報》 作者:吳鳳鳴)

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