可燃冰：燃燒吧，我的小宇宙

王嶸

今年5月，國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局宣布，我國(guó)在南海北部神狐海域進(jìn)行的天然氣水合物（俗稱“可燃冰”）試采獲得成功。這位在我們中學(xué)課本里沒啥存在感的小伙伴，一下子上了各大媒體的頭條。7月9日，第一口井的試開采產(chǎn)氣取得圓滿成功，正式實(shí)施關(guān)井作業(yè)。自5月10日試氣點(diǎn)火以來，已連續(xù)產(chǎn)氣60天，總產(chǎn)氣量超過30萬立方米，創(chuàng)造了產(chǎn)氣時(shí)長(zhǎng)和總量的世界紀(jì)錄。

俗話說，人紅是非多。自從可燃冰成了新晉網(wǎng)絡(luò)寵兒，關(guān)于它的各類消息鋪天蓋地而來。先有中央電視臺(tái)的“100升可燃冰可使汽車跑5萬公里”之說，結(jié)果被證明是計(jì)算的方法和量級(jí)有誤；后有“日本已經(jīng)開采，中國(guó)是否領(lǐng)跑全球”的疑問，原來是我們比日本“穩(wěn)定開采”的時(shí)間長(zhǎng)，日本開采到第12天的時(shí)候，機(jī)器就被泥沙堵住了。也許有同學(xué)好奇，央視的說法究竟錯(cuò)在哪里。具體來說，首先，天然氣汽車只能使用壓力罐儲(chǔ)存的壓縮甲烷氣體，無法直接使用可燃冰固體；其次，即使可以用，100升固體體積大約相當(dāng)于3個(gè)天然氣罐，大家可以自行腦補(bǔ)一輛汽車綁著三個(gè)大罐子的情景；最后，實(shí)在不行咱們扛上100升固體可燃冰，100升可燃冰=160×100升天然氣（常溫常壓）=80升罐裝天然氣（高壓壓縮）=汽車行駛250公里，顯然我們可愛的央視記者混淆了天然氣壓縮和常溫常壓的概念。所以說，在信息社會(huì)，同學(xué)們不要輕信標(biāo)題黨，多看多問，離真相就能更近一步。

從可燃冰走紅的那一刻起，全國(guó)的中學(xué)生表示“扎心了”——這意味著可燃冰勢(shì)必會(huì)成為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和考試的熱點(diǎn)。

首先，可燃冰是個(gè)什么東東呢？用專業(yè)的科研語言來說，可燃冰是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中的由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)，其中天然氣的含量可達(dá)80%-99%。（此處敲黑板?。┯捎诳扇急诔踔兄蛔骺破樟私猓岳蠋熢谥v課的時(shí)候通常會(huì)將可燃冰直接等同于甲烷。實(shí)際上，到了高中，你會(huì)看到化學(xué)課本里明確指出可燃冰是甲烷和水的混合物，兩者通過分子間作用力結(jié)合在一起。甲烷，又稱天然氣，化學(xué)方程式為CH4，我們家里燒菜、杭州城馬路上跑的10路、17路、86路和333路公交車，用的都是這種氣體能源。

這次的開采為什么會(huì)吸引那么多人的眼球呢？那是因?yàn)榭扇急蟛糠址植荚诤５?，極少部分位于陸地凍土帶，在低溫高壓的環(huán)境中埋藏形態(tài)又為固體，不同于石油、天然氣等可以抽吸的“流體”能源，這給可燃冰的開采帶來巨大的困難。目前國(guó)際上通用的采集方法叫作“被動(dòng)式保壓保溫取樣”，即在保持開采環(huán)境“低溫高壓”的條件下，將可燃冰以固體的方式采集，這種方式開采量低且故障頻發(fā)。我國(guó)的新技術(shù)首次提出“主動(dòng)式降溫冷凍取樣”方法，通過降壓把水合物中的甲烷釋放出來，直接采集甲烷，同時(shí)整個(gè)過程都保持可控。這一新技術(shù)目前尚不成熟，日本曾在愛知縣和三重縣海域用類似方法成功連續(xù)采集12天，最后就是因?yàn)閭魉脱b置混入泥沙，不得不中止開采。

我們算筆賬，2015年全國(guó)共采集天然氣1304.2億立方米，其中中國(guó)海洋石油總公司采集天然氣130.1億立方米。我們按照這次神狐海域開采首月日產(chǎn)6800立方米的數(shù)據(jù)來計(jì)算，那么年產(chǎn)約248萬立方米，只占中國(guó)海洋石油總公司年產(chǎn)的0.02%。也就是說，要想趕上中國(guó)海洋石油總公司的年產(chǎn)量，同等情況下需要大約5000個(gè)鉆井平臺(tái)，而2017年全球的石油及天然氣鉆井平臺(tái)加起來才497個(gè)，這個(gè)數(shù)量實(shí)在少得可憐。

既然我們是辛辛苦苦開采出來的，那么好歹能賣個(gè)好價(jià)錢吧？很可惜，自從2014年美國(guó)頁巖油、頁巖氣大規(guī)模開采以來，國(guó)際原油、天然氣價(jià)格大幅度下跌，其中天然氣均價(jià)從2014年的3.7美元/加侖（1加侖≈3.8升）一路跌到現(xiàn)在的2.3美元/加侖，以現(xiàn)在的可燃冰采集量計(jì)算，那是要虧死的節(jié)奏啊。

不好采集、量少、價(jià)格低……說了那么多，能說說讓人開心的事嗎？

對(duì)不起，“大魔王”的面紗都還沒揭下呢！

甲烷易燃，其溫室效應(yīng)為CO2的23倍，而全球海底可燃冰中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍，只要釋放十分之一，就將加速全球暖化，對(duì)全人類和所有生物造成巨大的危害。

在發(fā)生于大約2億5140萬年前的二疊紀(jì)—三疊紀(jì)生物滅絕事件中，一個(gè)很重要的起因就是大量的甲烷從冰層和海洋釋放到大氣中，導(dǎo)致嚴(yán)重的暖化和物種滅絕，并造成超過6萬年的混亂氣候。若以消失的物種來計(jì)算，當(dāng)時(shí)地球上70%的陸生脊椎動(dòng)物和高達(dá)96%的海洋生物因此消失。在滅絕事件之后，陸地與海洋的生態(tài)圈花了數(shù)百萬年才得以完全恢復(fù)。

借用中國(guó)科學(xué)院丁仲禮院士的一句話：“地球一直好好的，消失的是物種?！痹谌蜃兣拇筅厔?shì)下，在脆弱的地球氣候和生態(tài)系統(tǒng)面前，類似的沖擊，我們已完全承受不起。

2011年日本福島核電站事故后，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛呈現(xiàn)棄核的趨勢(shì)，德國(guó)更是宣布將在2022年前徹底關(guān)閉核電站。在對(duì)原子能利用前景不甚明朗的情況下，人類可能越來越倚重傳統(tǒng)的化石燃料，然而地球上容易開采、相對(duì)安全的化石能源終歸是非常有限的?？茖W(xué)技術(shù)的厚積薄發(fā)讓我們能夠嘗試去觸摸以往無能為力或充滿危險(xiǎn)的領(lǐng)域，可燃冰的試開采就是最好的例子。

選擇的過程永遠(yuǎn)不會(huì)利弊分明，兩害相較取其輕。愿我們用更大的努力振興科技，解決現(xiàn)在無法克服的困難；愿我們常懷居安思危的良知，為子孫后代留下足夠的空間；愿我們對(duì)自己知之甚少的領(lǐng)域，多積跬步，慎之又慎；愿我們用知識(shí)的力量，為全人類的福祉砥礪前行。endprint