天然氣水化合物發(fā)現(xiàn)的主要意義是什么

【專家解說(shuō)】：　　可燃冰是指水和天然氣相結(jié)合后形成的一種晶體物質(zhì)，學(xué)術(shù)上稱為“天然氣水化合物”。

　　天然氣水合物的形成有三個(gè)基本條件，缺一不可。據(jù)專家介紹，首先溫度不能太高；第二壓力要足夠大，但不需太大；0℃時(shí)，30個(gè)大氣壓以上就可生成；第三，地底要有氣源。天然氣水合物受其特殊的性質(zhì)和形成時(shí)所需條件的限制，只分布于特定的地理位置和地質(zhì)構(gòu)造單元內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，除在高緯度地區(qū)出現(xiàn)的與永久凍土帶相關(guān)的天然氣水合物之外，在海底發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物通常存在水深300～500m以下（由溫度決定），主要附存于陸坡、島嶼和盆地的表層沉積物或沉積巖中，也可以散布于洋底以顆粒狀出現(xiàn)。這些地點(diǎn)的壓力和溫度條件使天然氣水合物的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。從大地構(gòu)造角度來(lái)講，天然氣水合物主要分布在聚合大陸邊緣大陸坡、被動(dòng)大陸邊緣大陸坡、海山、內(nèi)陸海及邊緣海深水盆地和海底擴(kuò)張盆地等構(gòu)造單元內(nèi)。據(jù)估計(jì)，陸地上20.7%和大洋底90%的地區(qū)，具有形成天然氣水合物的有利條件。絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，其資源量是陸地上的100倍以上。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一單位體積的天然氣水合物分解最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體，因而是一種重要的潛在未來(lái)資源。

　　　　天然氣水合物在世界范圍內(nèi)廣泛存在，這一點(diǎn)已得到廣大研究者的公認(rèn)。在地球上大約有27%的陸地是可以形成天然氣水合物的潛在地區(qū)，而在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區(qū)域。已發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物主要存在于北極地區(qū)的永久凍土區(qū)和世界范圍內(nèi)的海底、陸坡、陸基及海溝中。由于采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，不同機(jī)構(gòu)對(duì)全世界天然氣水合物儲(chǔ)量的估計(jì)值差別很大。據(jù)潛在氣體聯(lián)合會(huì)（PGC，1981）估計(jì)，永久凍土區(qū)天然氣水合物資源量為1.4×1013～3.4×1016m3，包括海洋天然氣水合物在內(nèi)的資源總量為7.6×1018m3。但是，大多數(shù)人認(rèn)為儲(chǔ)存在汽水合物中的碳至少有1×1013t，約是當(dāng)前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然氣）中碳含量總和的2倍。由于天然氣水合物的非滲透性，常?？梢宰鳛槠湎聦佑坞x天然氣的封蓋層。因而，加上汽水合物下層的游離氣體量這種估計(jì)還可能會(huì)大些。如果能證明這些預(yù)計(jì)屬實(shí)的話，天然氣水合物將成為一種未來(lái)豐富的重要能源。

　　從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看，天然氣水合物是這樣構(gòu)成的：由水分子搭成像籠子一樣的多面體格架，以甲烷為主的氣體分子被包含在籠子格架中。不同的溫壓條件，具有不同的多面體格架。

　　從物理性質(zhì)來(lái)看，天然氣水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系數(shù)、電解常數(shù)和熱傳導(dǎo)率均低于冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高于含氣沉積物和飽和水沉積物，中子孔隙度低于飽和水沉積物，這些差別是物探方法識(shí)別天然氣水合物的理論基礎(chǔ)。此外，天然氣水合物的毛細(xì)管孔隙壓力較高。

　　有專家預(yù)測(cè)，可燃冰至少能為人類提供1000年的能源，它將來(lái)有望替代煤、石油和天然氣，成為“21世紀(jì)的新能源”。

　　可燃冰是天然氣和水結(jié)合在一起的固體化合物，外形與冰相似。由于含有大量甲烷等可燃?xì)怏w，因此極易燃燒，而且燃燒后污染較少。科學(xué)家把可燃冰稱作“屬于未來(lái)的能源”。世界上可燃冰的總資源量巨大。據(jù)估算，其有機(jī)碳含量大約相當(dāng)于全世界已知煤炭、石油和天然氣總量的2倍。這些可燃冰資源可滿足人類未來(lái)1000年的需求。世界上已發(fā)現(xiàn)的可燃冰分布區(qū)多達(dá)116處，其礦層之厚、規(guī)模之大，是常規(guī)天然氣田無(wú)法相比的。

　　天然可燃冰呈固態(tài)，不會(huì)像石油開(kāi)采那樣自噴流出。為了獲取這種清潔能源，世界許多國(guó)家都在研究天然可燃冰的開(kāi)采方法?？茖W(xué)家們認(rèn)為，一旦開(kāi)采技術(shù)獲得突破性進(jìn)展，那么可燃冰立刻會(huì)成為21世紀(jì)的主要能源。

　　相反，如果開(kāi)采不當(dāng)，后果是災(zāi)難性的。在導(dǎo)致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用，比二氧化碳要大1020倍；而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞，都足以導(dǎo)致甲烷氣體的大量泄漏，從而引起強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)。另外，陸緣海邊的可燃冰開(kāi)采起來(lái)十分困難，一旦發(fā)生井噴事故，就會(huì)造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害。所以，可燃冰的開(kāi)發(fā)利用就像一柄“雙刃劍”，需要慎重對(duì)待。