在可燃冰上點(diǎn)火，馬上可以看見(jiàn)可愛(ài)的藍(lán)幽幽火苗在跳動(dòng)，這是可燃冰釋放出的天然氣在燃燒。1立方米的可燃冰可以釋放出體積高達(dá)160至170立方米的天然氣。科學(xué)家斷定，可燃冰資源量大得驚人，是化石燃料儲(chǔ)量的兩倍以上。

于是媒體展開(kāi)宣傳攻勢(shì)：可燃冰被視為21世紀(jì)新型的綠色的高效的能源，儲(chǔ)量可供人類使用約1000年。可燃冰被譽(yù)為21世紀(jì)最有希望的戰(zhàn)略資源，將改變?nèi)蚰茉锤窬帧Ｕ娴氖沁@樣嗎?別想得太簡(jiǎn)單了。

可燃冰從哪里來(lái)?

地球已有約46億年歷史，人類誕生才在500萬(wàn)年前。在人類還沒(méi)有出現(xiàn)的36億年前，天空是那么藍(lán)，水是那么綠，海洋已經(jīng)有生命活動(dòng)，生長(zhǎng)、繁殖、死亡，周而復(fù)始，死亡殘?bào)w像海洋雪(marinesnow)一樣飄落到海底，殘?bào)w在壓力和溫度作用下逐步分解為甲烷，甲烷與低溫海水結(jié)合形成天然氣水合物(naturalgashydrates，NGH)，即可燃冰。那時(shí)地下沒(méi)有埋藏原煤、原油和天然氣，當(dāng)然更不會(huì)有人類。因此，完全可以相信，海洋可燃冰數(shù)量之巨大，估計(jì)可燃冰有10000Gt(1Gt=10億噸)有機(jī)碳，而化石燃料(原煤、原油和天然氣)只有5000Gt。

可燃冰有多少?

國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)隸屬的一個(gè)組織—水合物能源國(guó)際(HydrateEnergyInternational，HEI，http://www.hydrate-energy.com)評(píng)價(jià)了全球天然氣水合物資源潛力。這個(gè)分析說(shuō)明，全球豐富的天然氣水合物集中在砂體，并含有巨大的天然氣儲(chǔ)量。

全球天然氣水合物在砂體中的地質(zhì)資源量為1226萬(wàn)億立方米天然氣，其中中國(guó)為5萬(wàn)億立方米天然氣，占全球總量的0.4%，但中國(guó)于2005年估計(jì)，青藏高原腹地的羌塘盆地發(fā)現(xiàn)相當(dāng)于兩個(gè)大慶的油氣儲(chǔ)量;2009年，祁連山南麓又發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)于7個(gè)大慶的可燃冰儲(chǔ)量。估計(jì)我國(guó)可燃冰遠(yuǎn)景資源量為350億噸油當(dāng)量，相當(dāng)于38.9萬(wàn)億立方米天然氣(1噸油當(dāng)量≈1111立方米天然氣)。各自對(duì)資源量的估計(jì)相差甚遠(yuǎn)，完全允許的，資源量不是可采儲(chǔ)量，各自按各自的方法估計(jì)，開(kāi)采出來(lái)才是真本事。

其實(shí)，中國(guó)可燃冰少也有道理，在2.7億年以前，全球大陸連成一片，稱為盤古大陸(pangea，泛大陸)，那時(shí)打的就可以去美國(guó)了，后來(lái)大陸漂移，形成七大洲四大洋，就得打飛的去美國(guó)了。中國(guó)的東海和南海是新生的，估計(jì)應(yīng)該少些。千萬(wàn)不要聽(tīng)見(jiàn)頁(yè)巖氣中國(guó)豐富就高興，可燃冰中國(guó)少就說(shuō)人家的數(shù)據(jù)錯(cuò)了，一切以可采儲(chǔ)量數(shù)據(jù)論英雄。

可燃冰是怎樣形成的?

天然氣水合物是海底海床細(xì)菌以動(dòng)植物遺骸為食物，在此過(guò)程中產(chǎn)生甲烷，經(jīng)過(guò)海底水壓長(zhǎng)期加壓沉積而成。因其外觀呈半透明至不透明的冰塊狀，在常溫常壓會(huì)分解成水和可燃的甲烷氣體，又被稱為“可燃冰”。

天然氣水合物的形成要滿足三個(gè)條件：

⑴溫度不能太高。海底的溫度在2～4℃，適合天然氣水合物的形成，高于20℃就分解;

⑵壓力要足夠大。在0℃時(shí)，只需要30個(gè)大氣壓就可形成水合物。海深每增加10米，壓力就增大1個(gè)大氣壓，因此海深300米就可達(dá)到30個(gè)大氣壓。海越深壓力就越大，天然氣水合物就越穩(wěn)定;

⑶要有甲烷氣源。海底古生物遺骸的沉積物，被細(xì)菌分解會(huì)產(chǎn)生甲烷，或者天然氣在地球深處產(chǎn)生并不斷進(jìn)入地殼。

在上述三個(gè)條件都具備的情況下，天然氣可與水生成天然氣水合物，分散在海底巖層的空隙中。自然界中天然氣水合物的穩(wěn)定性取決于溫度、壓力及氣—水組分之間的相互關(guān)系，這些因素制約著氣體水合物僅分布在巖石圈的淺部，地表以下不超過(guò)～3000米的范圍內(nèi)。在全球最有可能形成天然氣水合物的區(qū)域是高緯度的凍土層和海底大陸架斜坡。

為什么開(kāi)采這么難?

海洋極為豐富的可燃冰給人們極大的興奮，但是開(kāi)采很難，就像嘴巴前面掛塊肥肉，想吃卻吃不到,為什么呢?

天然氣開(kāi)采的難易程度依次為常規(guī)天然氣→致密氣→煤層氣→頁(yè)巖氣→天然氣水合物，其原因是孔隙和基質(zhì)滲透率不一樣，常規(guī)天然氣儲(chǔ)集層的孔隙>10%、基質(zhì)滲透率10～1000mD(毫達(dá)西)，只要井筒伸到儲(chǔ)集層，天然氣就一路歡歌涌向井筒;頁(yè)巖氣表現(xiàn)就差些，非要裂縫所到之處才慢慢溢出，所以采收率很低。可燃冰基本上沒(méi)有孔隙，只是表面的天然氣才懶洋洋逸出，采出率更低了。

可燃冰的開(kāi)采與其他天然氣不同，不能酸化壓裂打開(kāi)裂縫，可燃冰開(kāi)采有獨(dú)特的方法，從圖2可以看出，只要溫度增加或壓力降低，就可以釋放出天然氣。

目前，從天然氣水合物中提取天然氣的方法主要有三種：

⑴熱激發(fā)法。熱激發(fā)法是將水蒸氣、熱水、熱鹽水或其它熱流體泵入水合物地層，也可采用開(kāi)采重油時(shí)使用的火驅(qū)法或利用鉆柱加熱器。其缺點(diǎn)是造成大量的熱損失，效率很低。特別是在永久凍土區(qū)，即使利用絕熱管道，永凍層也會(huì)降低傳遞給儲(chǔ)集層的有效熱量。

⑵化學(xué)藥劑激發(fā)法。有些化學(xué)藥劑如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可以改變水合物形成的相平衡條件，降低水合物穩(wěn)定溫度。將上述化學(xué)藥劑泵入水合物層內(nèi)，就會(huì)引起水合物的分解。此法較熱激發(fā)法作用緩慢，且費(fèi)用太昂貴。在海洋中由于水合物的壓力較高，因而不宜采用此法。

⑶減壓法。通過(guò)降低壓力來(lái)引起天然氣水合物穩(wěn)定的相平衡曲線移動(dòng)，從而達(dá)到促使水合物分解的目的。一般是通過(guò)在水合物層下的游離氣聚集層中，“降低”天然氣壓力或形成一個(gè)天然氣“囊”(由熱激發(fā)或化學(xué)藥劑的作用人為形成)，使與天然氣接觸的水合物變得不穩(wěn)定并且分解為天然氣和水。開(kāi)采水合物層下的游離氣是降低儲(chǔ)層壓力的一種有效方法，此外，通過(guò)調(diào)節(jié)天然氣的提取速度可以達(dá)到控制儲(chǔ)層壓力的目的，進(jìn)而達(dá)到控制水合物分解的效果。減壓法的優(yōu)點(diǎn)是不需要昂貴的連續(xù)激發(fā)，但只使用減壓法開(kāi)采天然氣水合物速度很慢。目前，還找不到其他先進(jìn)的方法了。

從媒體可以看到“日本在世界上首次開(kāi)采出海底可燃冰”，那是忽悠人的，不外乎是減壓法，開(kāi)采成本極高，都處于試驗(yàn)階段，沒(méi)有工業(yè)化。2013年初，曾有“可燃冰技術(shù)突破讓日本激動(dòng)”的報(bào)道，現(xiàn)在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)繼續(xù)激動(dòng)了。

目前開(kāi)采的最大難點(diǎn)是保證井底穩(wěn)定，使甲烷氣不泄漏、不引發(fā)溫室效應(yīng)。天然氣水合物氣藏的最終確定必須通過(guò)鉆探，其難度比常規(guī)海上油氣鉆探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于天然氣水合物遇減壓會(huì)迅速分解，極易造成噴射。

可燃冰引發(fā)地質(zhì)災(zāi)難

開(kāi)采可燃冰如果付出的能量還不抵獲得的能量，開(kāi)采可燃冰就沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值了。熱激發(fā)法只是在冰表面緩慢融化，付出的熱量太多;化學(xué)藥劑激發(fā)法污染環(huán)境太嚴(yán)重，把魚(yú)喂得醉醺醺，當(dāng)然不允許。只剩下減壓法了，雖然可取，但成本高生產(chǎn)速度緩慢。

更糟糕的是，可燃冰開(kāi)采可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)難。地質(zhì)災(zāi)難是指開(kāi)采可燃冰時(shí)，當(dāng)其地層溫度或壓力發(fā)生變化時(shí)，可燃冰將由固體變成氣體從地層中釋放出來(lái)，對(duì)環(huán)境造成影響，甚至災(zāi)害。

有種假說(shuō)叫做“可燃冰噴射假說(shuō)(clathrategunhypothesis)”。這個(gè)假說(shuō)是指大海溫度上升和/或海平面下降觸發(fā)了蘊(yùn)藏在海底和凍土層中的天然氣水合物爆發(fā)性釋放的一種假說(shuō)。因?yàn)榧淄楸旧砭褪且环N強(qiáng)勁的溫室氣體，當(dāng)它逸出時(shí)，它將導(dǎo)致溫度進(jìn)一步升高，并攪動(dòng)可燃冰，這實(shí)際上是啟動(dòng)了一個(gè)失控的不可逆的過(guò)程，一旦發(fā)生猶如槍口連續(xù)發(fā)射。

“可燃冰噴射假說(shuō)”提出，當(dāng)發(fā)生“噴射”時(shí)，可能導(dǎo)致在人類的壽命時(shí)間尺度內(nèi)會(huì)突發(fā)性失控變暖，恢復(fù)到二疊紀(jì)-三疊紀(jì)恐龍滅絕時(shí)期。

現(xiàn)在讓我們看電視片“大災(zāi)難之甲烷爆炸”，描寫了全球的災(zāi)難，可燃冰爆炸是目前可用的核武器爆炸的1萬(wàn)倍，造成地球物種滅絕。不要輕易否認(rèn)它是錯(cuò)的，研究者的確擔(dān)心潛伏在海洋底部的甲烷爆炸，這就是人們一直不動(dòng)可燃冰的原因。

⑴http://www.tudou.com/listplay/VRgG4oE_PqM/iawWG7wLVV4.html&lvt=2550.085或

⑵http://www.tudou.com/listplay/VRgG4oE_PqM/iawWG7wLVV4.html

雖然筆者不相信會(huì)有這種事情發(fā)生，但無(wú)法證明地球史是否發(fā)生過(guò)。人類在宇宙中還不如我們看一只螞蟻，任何有可能影響人類生存的都得關(guān)注。地質(zhì)傷害總得注意吧!

若可燃冰層位于陸緣大陸斜坡，則有可能造成海床崩塌或滑移等地質(zhì)災(zāi)害，所伴隨的大量天然氣逸出海床進(jìn)入水中，甚至進(jìn)入大氣圈;如果可燃冰在開(kāi)采中甲烷氣體大量泄漏到大氣中，造成的溫室效應(yīng)將比二氧化碳更加嚴(yán)重。即使可燃冰礦藏受到最小的破壞，甚至是自然的破壞，都足以導(dǎo)致甲烷氣的大量散失進(jìn)入大氣，使地球升溫更快速;陸緣海邊的可燃冰開(kāi)采很困難，至今尚無(wú)非常成熟的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，若一旦發(fā)生噴射事故，就會(huì)造成海水汽化，發(fā)生海嘯船翻;由于可燃冰經(jīng)常作為沉積物的膠結(jié)物存在，它對(duì)沉積物的強(qiáng)度起著關(guān)鍵的作用。可燃冰的形成和分解能夠影響沉積物的強(qiáng)度，進(jìn)而誘發(fā)海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，并能導(dǎo)致大陸斜坡發(fā)生海底滑坡(submarineslide)，對(duì)各種海底設(shè)施造成極大的威脅。

可燃冰不是清潔能源

幾乎所有媒體、名人報(bào)告都把天然氣視為清潔能源，道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)槿紵龝r(shí)只釋放出二氧化碳和水，不像柴薪或煤炭，把環(huán)境搞臟了，燒飯的大嫂也是這么看的。當(dāng)然，頁(yè)巖氣、可燃冰也搭順風(fēng)車，自然而然也成了清潔能源了。

可燃冰約在36億年前，在海洋開(kāi)始出現(xiàn)了，而原煤在3億年前才有，也就是說(shuō)，可燃冰是化石燃料的老祖宗。可燃冰燃燒雖然排放“清潔”的二氧化碳和水，但仍然增加了大氣中的溫室氣體含量，因此，經(jīng)常可以看到“可燃冰是一種新型、綠色、清潔能源，公認(rèn)的21世紀(jì)替代能源之一”的說(shuō)法是不實(shí)之詞。

也可以從媒體看見(jiàn)“我國(guó)可燃冰開(kāi)采技術(shù)居世界先進(jìn)水平，或2030年實(shí)現(xiàn)可燃冰商業(yè)開(kāi)發(fā)”。什么是先進(jìn)技術(shù)?不外乎是減壓法，目前尚不能應(yīng)用于商業(yè)性開(kāi)采，人們還沒(méi)有找到更好的方法。

從經(jīng)濟(jì)學(xué)談商業(yè)性開(kāi)發(fā)，經(jīng)常遇見(jiàn)一個(gè)詞，叫做投入產(chǎn)出。投入多產(chǎn)出少，這個(gè)階段稱為探索性階段，是一個(gè)產(chǎn)品商業(yè)化的必經(jīng)階段;如果投入少產(chǎn)出多，就是可以賺錢了，這就是商業(yè)性生產(chǎn)。頁(yè)巖氣或可燃冰在不需要政府補(bǔ)貼的情況下，采得出，賣得掉，不影響環(huán)境，就是商業(yè)性生產(chǎn)。任何提出某某年生產(chǎn)多少億立方米，都不能認(rèn)定為商業(yè)性生產(chǎn)。

能源發(fā)展是從高碳到低碳再到無(wú)碳，從化石燃料到清潔能源，但是這個(gè)過(guò)程緩慢而長(zhǎng)期，因此，在清潔能源尚不能替代化石燃料之時(shí)，在油價(jià)高位運(yùn)行之時(shí)，必然熱衷于開(kāi)發(fā)非常規(guī)油氣資源，但不可忽視非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重。可燃冰完全可以開(kāi)發(fā)1000年，但是一旦清潔能源開(kāi)發(fā)成本降低，快速取代化石燃料之時(shí)，可燃冰開(kāi)發(fā)將逐步失去價(jià)值。