正文

第六章 水火相融可燃冰(2)

石油枯竭的后天 作者:劉鋒


直到上世紀(jì)60年代末,在前蘇聯(lián)科學(xué)家馬科岡等人的努力下,可燃冰這個(gè)“麻煩制造者”才終于翻了身,人們開始從積極的層面對可燃冰加以重視了。科研人員在思考,此前不論是在實(shí)驗(yàn)室里,還是輸氣管道里的可燃冰,都是人為環(huán)境中產(chǎn)生的。那么在自然環(huán)境中,如果滿足可燃冰形成所需的低溫高壓、有氣有水的條件,是否有天然的可燃冰存在呢?當(dāng)然不排除這樣的可能。

圖6-2 管道中取出的成塊可燃冰固體

事實(shí)上,這種條件在自然界還真不少。例如像南北極那樣的永久凍結(jié)區(qū),青藏高原、西伯利亞等寒冷的凍土帶,幾大洋的海底地層等等,就連彗星上也不能排除。由此科學(xué)家推測,自然界中天然存在著可燃冰。果不其然,1968年人們在前蘇聯(lián)西伯利亞北部的麥索雅哈氣田首先發(fā)現(xiàn)了可燃冰,并成功實(shí)施了試驗(yàn)開采,一直持續(xù)了幾十年。這成為可燃冰勘測與開發(fā)過程中的經(jīng)典一幕。至此,人們對可燃冰在未來能源結(jié)構(gòu)中所扮演的角色開始了重新定義,可燃冰作為石油接續(xù)能源的概念才逐步清晰起來。

極其龐大的儲(chǔ)量

在實(shí)驗(yàn)室的微觀條件下進(jìn)行觀察,可燃冰的結(jié)構(gòu)是極其獨(dú)特的。水分子搭建了無數(shù)精巧的“籠子”,這些籠子大小不一,甲烷、乙烷等不同“體格”的氣體分子就“寄宿”在這些籠子里。沒有這些籠子,氣體分子就無處藏身;而缺了這些氣體分子,那些空籠子自然也無法獨(dú)立存在。液體與氣體這兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)迥異的分子就如此相依,巧妙地結(jié)合在一起,令人不由得不嘆服大自然的巧奪天工。可燃冰的微觀形狀像籠子一樣,因而也被稱作籠型晶體(見圖6-3)。

圖6-3 可燃冰的籠型微觀結(jié)構(gòu)

同樣,正是由于這種籠型結(jié)構(gòu),使得可燃冰晶體能盡可能多地容納天然氣。通常1立方米體積的可燃冰可含有高達(dá)150-180 立方米以上的天然氣資源,從這個(gè)角度上看,可燃冰更像是高密度儲(chǔ)存天然氣的精巧容器。

自然之手的玄妙不僅體現(xiàn)在對可燃冰微觀結(jié)構(gòu)的精雕細(xì)琢上,宏觀層面上也同樣能顯現(xiàn)出自然之手的雄渾與厚重。這一點(diǎn)從可燃冰在全球的分布與儲(chǔ)量上便可感知無余??扇急谧匀唤绱竺娣e存在,這已在全球大范圍的地質(zhì)勘探中得到證實(shí),并且為各國科研人員所普遍公認(rèn)。根據(jù)可燃冰賦存的條件推斷,目前在地球上大約有30%的陸地是可以形成可燃冰的潛在地區(qū),而在大洋水域中約有90%的面積也屬于這樣的潛在區(qū)域。談及可燃冰的具體儲(chǔ)量,由于采用的標(biāo)準(zhǔn)不同,各國的不同研究機(jī)構(gòu)對全球可燃冰總儲(chǔ)量的計(jì)算值有不小的出入。但無論采取哪種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,可燃冰的儲(chǔ)量在數(shù)值上都堪稱天文量級(jí)。

目前,研究領(lǐng)域公認(rèn)的數(shù)據(jù)是可燃冰所蘊(yùn)含的碳含量高達(dá)×1013噸之多,是目前已探明的所有常規(guī)化石燃料包括煤炭、石油、天然氣等碳含量總和的兩倍。換句話說,按照目前人類社會(huì)的能源消耗水平,全球可燃冰中蘊(yùn)藏的能量足以供人類利用數(shù)百年。盡管上述的儲(chǔ)量數(shù)字已經(jīng)極為可觀,但一部分科學(xué)家仍然堅(jiān)持這是比較保守的估算,他們報(bào)有更樂觀的期待。由此也難怪能源學(xué)家驚呼,可燃冰是繼煤炭和石油之后大自然奉送給人類的又一“能源厚禮”。

目前,全球范圍內(nèi)已勘探出的可燃冰礦區(qū)已多達(dá)120多處。美國、俄羅斯、日本等國已發(fā)現(xiàn)大面積的可燃冰分布區(qū),如美國的阿拉斯加地區(qū)和墨西哥灣海域、俄羅斯西伯利亞凍土區(qū)及薩哈林島、日本沖繩海槽等區(qū)域,可燃冰的探明儲(chǔ)量均十分可觀。如在美國阿拉斯加北坡地區(qū),地下的巖層中儲(chǔ)藏著數(shù)量巨大的可燃冰資源。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),約萬億立方米的天然氣可供開采,足以保證美國1億戶家庭超過10年的用氣需求。目前,美國康菲石油公司正在阿拉斯加進(jìn)行試驗(yàn)開采工作(圖6-4)。


上一章目錄下一章

Copyright ? 讀書網(wǎng) m.ranfinancial.com 2005-2020, All Rights Reserved.
鄂ICP備15019699號(hào) 鄂公網(wǎng)安備 42010302001612號(hào)