可燃冰或成為未來重要能源：你了解它嗎？

　　人類已經(jīng)成功從海床中提取出了一種鮮有人問津的燃料——甲烷水合物，又稱可燃冰。支持者認(rèn)為，可燃冰可以有效解決能源危機(jī)。但它是否存在環(huán)境風(fēng)險呢？在海床下面，埋藏著眾多被困在冰“分子籠”中的甲烷。在有些地區(qū)，覆蓋著這些冰與甲烷的沉積物已經(jīng)逐漸消失，露出了一堆堆略呈白色、形同臟冰的物質(zhì)。

　　如果把這種物質(zhì)撈出水面，它的外觀與手感都與普通的冰幾乎無異，只不過你的手心會感覺到它正在冒氣泡。但若用點燃的火柴靠近它，它并不會像冰塊一樣融化，而是會燃燒起來。如今有許多大型國際科研項目和公司都在爭相從海底捕撈這種奇異的、反直覺的物質(zhì)，希望把可燃冰中所含的甲烷用作燃料。如果一切按計劃進(jìn)行，人們也許再過10年左右，便可以開始提取可燃冰了。但到目前為止，這條路走得相當(dāng)不順利。

　　毫無疑問，可燃冰可以成為重要的燃料來源。據(jù)近期研究估計，可燃冰中的碳元素約占其它化石能源——如石油、天然氣和煤炭——的三分之一。有幾個國家很希望提取出這種能源，日本尤其如此?？扇急⒉浑y找，往往會留下很明顯的痕跡。但問題在于，如何捕獲其中的甲烷、并將其帶到地表。

　　“有一點很清楚：我們永遠(yuǎn)不可能親自潛入海底，像開采礦石一樣開采可燃冰。”帶領(lǐng)美國地質(zhì)調(diào)查天然氣水合物項目的科學(xué)家卡洛琳•拉佩爾（Carolyn Ruppel）指出。

　　這一切都要歸咎于物理學(xué)。甲烷水合物對壓力和溫度非常敏感，不能簡單地?fù)破鹆耸隆Ｋ鼈兺ǔＰ纬捎?00米深的海底下方數(shù)百米處，那里的壓強(qiáng)遠(yuǎn)高于地表，且溫度接近零度。一旦離開這種環(huán)境，可燃冰就會迅速分解，根本來不及采集其中的甲烷。不過，我們還有別的方法來采集它。

　　“恰恰相反，我們必須迫使甲烷從可燃冰中釋放出來，然后就可以對釋放出的氣體進(jìn)行采集了。”拉佩爾解釋道。

　　這正是一項日本政府贊助的研究項目的計劃在海床的甲烷水合物礦藏中鉆了一個孔，并對其進(jìn)行降壓處理，成功從中釋放出了甲烷氣體。此次測試持續(xù)了六天時間，直到后來砂子灌入鉆井，阻塞了氣體的釋放。但公眾對此的反應(yīng)褒貶不一。有些人很高興人類看到了實現(xiàn)能源獨立的希望。有些人則對該技術(shù)持警惕態(tài)度，因為它會干擾板塊交界處附近的海床。

　　“總的來說，人們對任何涉及海床的操作都感到恐懼。因為大家都知道，海床很不穩(wěn)定，容易發(fā)生地震。” 人們擔(dān)心，對甲烷水合物礦藏的任何一處進(jìn)行降壓處理，都可能導(dǎo)致整個礦藏變得極不穩(wěn)定。“人們擔(dān)心，一旦我們開始從甲烷水合物中提取甲烷氣體，就會形成連鎖分解反應(yīng)，再也無法停止。”拉佩爾解釋道。

　　這方面存在兩層問題。首先，會有大量甲烷氣體突然釋放到海洋中，這可能導(dǎo)致大氣中的溫室氣體含量大幅度上升。其次，甲烷水合物在分解時除了釋放甲烷氣體，還會釋放出大量的水，這些水會滲入海床下方的沉積物中。在地形陡峭的環(huán)境中，這可能會造成滑坡。一些環(huán)境學(xué)家甚至擔(dān)心最后會形成海嘯。

　　不過拉佩爾指出，甲烷水合物的物理性質(zhì)會自動制止這一連串反應(yīng)。要想從礦藏中釋放出甲烷，首先要向該系統(tǒng)中施加能量。如果不努力降低壓強(qiáng)或提高溫度，甲烷水合物就會始終保持原有的穩(wěn)定狀態(tài)。

　　“所以問題和人們擔(dān)心的恰恰相反。我們可以啟動釋放氣體的過程，但要讓這個過程持續(xù)下去，就要向系統(tǒng)中持續(xù)輸入能量才行。”拉佩爾表示。

　　雖然反應(yīng)失控的可能性很小，但科學(xué)家仍在開展大量環(huán)境研究，測試甲烷水合物生產(chǎn)的安全性。除了埋藏在海床之下的甲烷水合物之外，還有另一種甲烷水合物吸引了研究人員的注意，在非常接近海床表面的位置，還存在一些埋藏得較淺的甲烷水合物?？茖W(xué)家也在對其進(jìn)行研究。不過，這些可燃冰或許存在另一種截然不同的風(fēng)險。

　　“這些可燃冰處于非常活躍的生物環(huán)境中。”美國地質(zhì)調(diào)查天然水合物項目高級科學(xué)家蒂姆•柯萊特（Tim Collett）指出，“許多生物群落都依賴著這些甲烷生存。”

　　這些環(huán)境中存在大量特殊生物，如細(xì)菌、管蟲、蟹類等等。在全球其它地區(qū)，這種以甲烷為基礎(chǔ)的生物群落往往被視作罕見的自然環(huán)境，受到嚴(yán)格保護(hù)。

　　在永久凍土層之下

　　不過，在采集甲烷水合物方面所做的主要努力根本不在海床上，而是在另外唯一一處能找到可燃冰的地方——永久凍土層深處。永久凍土層是指極地地區(qū)或高山上一層處于永久冰凍狀態(tài)的巖石或土壤。

　　今年十二月，美國地質(zhì)調(diào)查項目與美國能源部希望開發(fā)一處長期生產(chǎn)試驗基地。雖然這種甲烷水合物的來源與眾不同，但采集方法其實與前文描述的非常接近。

　　“永久凍土層之下的壓強(qiáng)和溫度都與海槽頗為類似。”柯萊特指出，“就我們所知，雖然北極與海洋環(huán)境差別很大，但兩地儲存的甲烷水合物的物理特性其實非常相似。”

　　在阿拉斯加采用的甲烷生產(chǎn)技術(shù)或許也可以用在海洋環(huán)境中。但科學(xué)家仍面臨著很大的挑戰(zhàn)。無論是在地面上還是在海底，人類從未在任何地方開展過長期甲烷水合物的生產(chǎn)。

　　“我們目前仍主要停留在研究階段。”柯萊特表示。

　　作為一種經(jīng)濟(jì)型能源，甲烷水合物的誘惑力不言自明。但歸根結(jié)底，它只是天然氣的另一種來源，燃燒它也會促進(jìn)氣候變化的發(fā)生。“我們必須意識到，甲烷水合物只是另一種化石燃料。”柯萊特指出，“與化石燃料有關(guān)的一切社會問題和環(huán)境問題都可以套用到甲烷水合物上。”

　　拉佩爾指出，就算作為一種過渡期燃料，天然氣水合物也極為重要。“假如一個國家能利用該物質(zhì)高效生產(chǎn)甲烷，就等于開啟了過渡期燃料的新領(lǐng)域。”該物質(zhì)的重要性還要取決于我們采集甲烷水合物、以及進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)的速度。

　　甲烷水合物是地球上儲量最豐富的碳來源，也許是人類以商業(yè)規(guī)模進(jìn)行提取的最后一種化石燃料。各國對甲烷水合物的追求堪稱獨一無二：等研究人員實現(xiàn)了他們的目標(biāo)，可再生能源或許已經(jīng)大行其道，甲烷水合物也就沒有了用武之地。