幾百萬年前,人類騰空出世,發展到現在已成為地球的主宰。而在這漫長的發展過程中,能源是一個不可忽視的助力。自工業革命開始,人類對地球能源的利用越來越多,諸如煤炭、石油等自然能源的使用,直接推動了現代社會的發展??梢哉f,能源是人類賴以生存和發展的重要物質基礎。
而隨著人類的開采,地球上的能源已近枯竭,人們想方設法地搜尋、開發新能源,可燃冰就是人類發現的可代替新能源之一。我國是世界上可燃冰儲量最多的國家,據測算,儲量高達111.1萬億立方米,如果全部開采出來,夠我們使用100多年。
盡管如此,我們卻很少聽說我國在某一方面大量地使用了可燃冰,為何我國不大力開采可燃冰呢?專家表示:不是不想,是不能。這是怎么一回事呢?
可燃冰是一種天然氣水合物,顧名思義就是天然氣與水的混合物。當天然氣與水在低溫高壓的狀態下相遇,就會凝結成一種像冰一樣的物質。它的特點就是遇火即燃,所以人們把它稱為“可燃冰”??扇急话愣挤植荚谏詈;蛘哧懙厣系纳顚觾鐾林?,因地質變化被長埋地下。
可燃冰的發展歷程
1810年,一位科學家在做實驗時,無意間制造出了可燃冰。當時人們還不知道這是什么東西,所以并沒有在意。直到1934年,前蘇聯在被堵塞的天然氣管道中發現了同樣的物質,結合之前的發現,前蘇聯認為,這是一種自然界中可能存在的物質,于是對此展開了研究。
二十世紀六十年代,前蘇聯在西伯利亞的地下凍土內發現了可燃冰,并在此后的十年內開始開發。這一消息的傳出,使得各個國家都開始探索可燃冰,他們先后動用了世界上最先進的勘探設備和最具有經驗的科學家,不過這個“世界第一”卻由德國摘取,率先成為世界上最先挖出可燃冰的國家。
2000年之后,世界可燃冰挖掘勘探進入了高潮,據估計,當時大概有30多個國家在進行可燃冰的勘探。我國也不例外,先后在青藏高原、南海北部、珠江口盆地東部海域等地發現了大量的可燃冰,一舉成為世界上可燃冰儲存量最多的國家。
可燃冰是21世紀可利用的一種新能源,它比起煤炭、石油來說更環保,它的特性是遇火則燃,但是燃燒過后不產生任何的殘渣,二氧化碳的含量也是少之又少,故而產生的污染就非常小。
而且可燃冰在世界范圍內的儲量巨大,在煤炭、石油等能源瀕臨枯竭的當下,可燃冰的出現解決了人類的燃眉之急。
除此之外,可燃冰的用途也非常廣泛,可以用作工業原料,也可用作燃料。可燃冰燃燒后能夠生成大量的熱量,因此可以進行發電、冬天還可以供暖供熱,幾乎能夠全部代替煤炭和石油,國際上甚至認為可燃冰是接替煤炭、石油的能源。
既然可燃冰是一種替代能源,為何不大范圍地開采可燃冰呢?
開采會導致溫室效應增加
可燃冰是類似于冰的白色固體,主要由水分子和甲烷組成,甲烷是一種強溫室氣體,它對大氣的危害程度僅次于二氧化碳,可燃冰中的甲烷是大氣中甲烷的3000多倍。而且可燃冰一般存在于永久凍土中,是溫度和壓力達到一定程度的平衡時才產生的,在開采的過程中會破壞溫度和壓力的平衡,甲烷很容易被釋放,對大氣會造成嚴重的破壞,導致溫室效應增加。
開采會導致海洋生態發生變化
甲烷作為一種溫室氣體,勢必會對氧氣產生一定程度的影響。如果在開采過程中不小心導致甲烷釋放,大量的甲烷排進海水中,海洋中的氧氣就會減少。除此之外,甲烷會加速微生物的氧化,海洋中的微生物減少,海水的性質就發生了變化。氧氣減少加之海洋性質變化,海洋生物就難以生存。
當海洋中的甲烷含量達到一定程度時,海水就會汽化,整個海洋將動蕩不安,極易發生海嘯,海嘯對人類來說是災難性的存在,所以可燃冰的開采難度非常大。
開采會導致地質發生變化
可燃冰是由甲烷和水組成的,甲烷釋放會引發災難,水也是一樣。水能夠滲透到巖層中,在陸地上開采可燃冰的時候,可燃冰一旦發生分解,釋放的水就會順著巖石的縫隙流動。水的滲入會改變可燃冰附近的地質結構,極易發生垮塌等地質災害。
在水中也是一樣,可燃冰的分解也會導致海底塌方??扇急环纸?,甲烷和水到處跑,海底的物理性質就會發生變化,尤其是海底陸地,穩定性降低,海底就會發生塌方或者滑坡。一般海上勘探的鉆井都是安裝在海面平臺上的,海底陸地一旦塌方,海面平臺就會不穩定,鉆井隨時可能倒塌變形,工作人員的生命安全就會受到威脅。
可燃冰盡管儲備豐富,但是開采難度大,成本高,危害性強,所以專家說并不是不想開采,而是不能開采。
這一答案是肯定的,隨著科技的發展,開采可燃冰的方法已經被找到,只不過我們考慮到可燃冰開采的危害性,并沒有大范圍的進行操作而已。
我國目前已經實現了可燃冰開采技術的六大突破,其中有一大突破就是“防砂技術”,“防砂技術”在可燃冰開采過程中是非常重要的。在地質結構中,不僅僅有已經固化成巖的地層,還有一部分的流體,當把已經固結成巖的可燃冰取出來之后,這些流體勢必會填補空缺,就會發生塌方。
我國在突破這項技術之后已經能輕松地將可燃冰取出,再也不用擔心流體會四處“亂跑”的情況了。
能源是支撐國民經濟發展的重要物質,很可能未來國家的命運就取決于對能源的掌控能力,技術越發達,在世界上就越有話語權??扇急谖磥韯荼厥悄茉吹木揞^,將為我國的發展增添光輝的一筆。
參考資料:
霍菲菲 《沉睡的能量塊——可燃冰》 知網 2021-10-15
凌君誼、楊再明、高海波 《可燃冰的開發現狀與前景》 知網 2021-08-30
王九榮 《探究海底可燃冰開發流動保障技術》 知網 2020-03-25
作者:小阿部 審核:henna 校稿編輯:李子