正文

第六章 水火相融可燃冰(5)

石油枯竭的后天 作者:劉鋒


可燃冰在自然界的賦存環(huán)境是有條件限制的,即高壓力、低溫度的特殊環(huán)境,通常壓力要求達(dá)到100個大氣壓以上,溫度要達(dá)到10攝氏度以下。在這種環(huán)境下,可燃冰才可以“舒舒服服”存在,而一旦破壞了這種環(huán)境,可燃冰將無法適應(yīng),難以保持原有的穩(wěn)定狀態(tài)。就像冰雪在溫度較高時消融一樣,可燃冰在這種情況下自然也會融解,很快分離成天然氣和水。當(dāng)周圍環(huán)境沒有變化時,可燃冰在海底地層或者凍土層中會穩(wěn)定地存在,但如果人們將其開采后帶離到海面或地面上時,由于賦存環(huán)境遭致了破壞,可燃冰將很快會融解并氣化,瞬間就消散得無蹤無影??扇急鶎Νh(huán)境的變化十分敏感,因此指望大規(guī)模開采出可燃冰的固態(tài)晶體是不現(xiàn)實(shí)的,當(dāng)然也是不必要的。人們恰恰可以利用可燃冰對環(huán)境變化比較敏感的特性來實(shí)現(xiàn)對其開采。通過人為地改變可燃冰的賦存條件,促使可燃冰先分解成天然氣和水,然后再按照開采常規(guī)天然氣的方法那樣開采可燃冰,這不失為一種解決開采難題的迂回之策。目前可燃冰的各種試驗(yàn)開采方法如熱解法、減壓法和注入試劑法等都是遵循了上述的技術(shù)路線。比如,熱解法是向含有可燃冰的地層中注入熱水,通過改變可燃冰賦存的溫度條件,使得可燃冰分解出天然氣以便采收。

除了上述幾種方法外,科研人員還設(shè)想出一種新方法,也就是置換法。即讓二氧化碳?xì)怏w分子把寄居在由水搭建的籠子中的甲烷或乙烷分子“驅(qū)趕”出來,而二氧化碳分子最終將占據(jù)這些籠子。實(shí)際上就是用二氧化碳?xì)怏w把可燃冰里的天然氣置換出來。由于二氧化碳?xì)怏w形成的水合物其比重比海水大,于是就會沉入海底深埋,這樣相當(dāng)于將大氣中的二氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)移到海底,既可以減緩大氣中的溫室效應(yīng),又開采利用了天然氣。當(dāng)然這種一舉兩得的方法目前還處于最初的設(shè)計階段,距離真正的應(yīng)用還有很長一段路要走。

無論采取上述哪一種開采方法,安全性方面都面臨著重大的難題。即如何有效收集可燃冰分解出來的天然氣;同時,如何保證開采過程中含可燃冰地層的穩(wěn)定也是重中之重。我們知道,可燃冰中的主要?dú)怏w組分甲烷氣是溫室效應(yīng)極強(qiáng)的氣體之一,如果甲烷氣大量泄露到大氣中,將會加劇地球環(huán)境變暖,使地球溫度升高,導(dǎo)致冰川融化等一系列環(huán)境問題。這顯然是我們不愿看到的,也是可燃冰開采過程中必須極力避免的。另外,可燃冰開采后會導(dǎo)致原本結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的沉積層被“掏空”,海底地層的支承力由此變?nèi)?,在外力的誘發(fā)下容易造成大陸架邊緣動蕩,引發(fā)鉆井變形或坍塌、海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害(見圖6-6),嚴(yán)重的情況還會引發(fā)可燃?xì)怏w爆炸、海嘯等災(zāi)難性事故。

圖6-6 可燃冰分解引起海底地質(zhì)災(zāi)害示意圖

正是基于上述一系列原因,在不少能源專家的眼中,可燃冰既是一種極具前景的能源,同時更是一種危險的能源。甚至危險的程度不亞于核彈,因?yàn)橄啾韧薮蟮暮藦?,可燃冰被認(rèn)為是更大層面上的“氣候炸彈”,其波及的范圍是整個地球環(huán)境。因此,他們警告說,可燃冰的開發(fā)利用就像一柄雙刃劍,如果利用得當(dāng),將造福于人類子孫后代;而若被濫用,將會給全球帶來巨大的災(zāi)難,需要人類倍加小心對待。當(dāng)然,這樣的觀點(diǎn)無可厚非,環(huán)境安全方面的考慮自然很重要。而秉持這樣的觀點(diǎn)往往很安全,既迎合了人們對新型能源追求的渴望,又可以將衍生的安全責(zé)任問題一推了之。但問題是過分地強(qiáng)調(diào)環(huán)境安全也會帶來負(fù)面作用。最終導(dǎo)致爭辯與論證無休無止地進(jìn)行,唯獨(dú)缺乏實(shí)踐與解決具體問題的時間。我們可否將可燃冰利用過程中的“得當(dāng)”之處多加考慮,而無需將“不當(dāng)”之處予以過度地關(guān)心,以免這些問題始終牽絆我們的神經(jīng),束縛我們的行動,導(dǎo)致本該進(jìn)行或盡早開展的工作由于種種顧忌而被取消或推延。我們不妨換一個角度考慮問題。我們不把可燃冰的開采作為能源問題的解決方案,而是作為應(yīng)對氣候危機(jī)的一部分。因?yàn)閷Φ貙又写嬖诘目扇急Y源而言,即使人類自身不開采,由于地震、氣溫變化等諸多因素的影響,可燃冰中蘊(yùn)含的甲烷氣有一部分仍然會從地層中自發(fā)地冒出來,科研人員在海底勘測過程中經(jīng)常會遇到天然氣從海底地層中噴薄而出的情形。而大規(guī)模的可燃冰分解并噴發(fā)甲烷氣的事件在地球的歷史上被認(rèn)為可能發(fā)生了多次,從而帶來了地球史上的極端氣候升溫事件。所以,我們將可燃冰開采出來加以燃燒利用,本身這一過程就是在緩解氣候的變暖,因?yàn)榧淄闅馊紵蟮漠a(chǎn)物之一是二氧化碳,其溫室效應(yīng)較之甲烷要小很多,這對于規(guī)避其潛在的危害具有重要意義。由此,我們不妨將可燃冰的開采利用看作是全球氣候保護(hù)的有機(jī)組成部分。

與其說可燃冰是一朵帶刺的玫瑰,倒不如說它是必須采摘的玫瑰。在能源利用方面,可燃冰帶給人們一個理論上完全可行的選擇。至于何時成為人類社會的現(xiàn)實(shí)選擇,這取決于人們的需求、動機(jī)以及勇氣。我們有理由相信,隨著對可燃冰研究的不斷深入,人們將會更全面地認(rèn)識可燃冰的潛力,并且用好大自然奉獻(xiàn)給人類的這一“厚禮”。雖然當(dāng)前條件下可燃冰還不足以規(guī)模化開采,一旦有了技術(shù)上的突破與完全商業(yè)化的利用方案,可燃冰的開發(fā)將會一發(fā)不可收地而大規(guī)模開展起來??梢钥隙?,可燃冰作為下一代主導(dǎo)能源只是早晚問題。


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 鄂公網(wǎng)安備 42010302001612號