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2004-12-8 中國南沙群島網 1立方米可燃冰可轉化為164立方米天然氣和0。8立方米的水。 可燃冰被視為未來的能源，而且是一種能夠滿足人類千年需求的能源。 浩瀚的南海，浪奔浪流，潮起潮落，沉睡著大面積的可燃冰。 可燃冰學名為天然氣水合物，其主要成分是甲烷與水分子( CH4·H2O)，甲烷占80%-99。9%，可以直接點燃，因此又稱之為“可燃冰”、“易燃冰”、“氣冰”或“固體瓦斯”。充填甲烷的1立方米的可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0。8立方米的水，其能量密度是煤和黑色頁巖的10倍左右，而且在燃燒以后幾乎不產生任何殘渣或廢棄物，污染比煤、石油、天然氣等要小得多，是一種能量密度高的能源。 前不久，中國和德國科學家在南海發(fā)現(xiàn)世界最大天然氣水合物（俗稱可燃冰）噴溢巖區(qū)的消息，讓日益感受到能源緊缺的國人興奮不已，更讓天然氣水合物資源調查中方首席科學家黃永樣興奮不已。 近日，這位國土資源部廣州海洋地質調查局總工程師、教授級高工，帶著從南?？疾鞖w來的喜悅，向記者談起了他在海洋調查了5年的可燃冰。這種海底里可燃燒的冰，一直在他的心中燃燒。 親眼目睹可燃冰 看上去就像普通的冰塊，但更準確地說有些像酒精塊 可燃冰是什么模樣？黃永樣曾經親眼目睹。2001年，黃永樣隨國土資源部訪問德國，在基爾大學看見過可燃冰，還親手拿過。 他向記者描述道：“可燃冰乍看有些像普通的冰塊，但更準確地說有些像酒精塊，顏色呈乳白色，不透明。” “拿著人類尋找了好多年的可燃冰，感覺很奇妙。”黃永樣說，由于在20℃的溫度下它很快就會融化為液體并揮發(fā)出甲烷天然氣，他只體會了一會便迅速放回了液氮罐。 中國科學院廣州地球化學研究所研究員陳多福也曾于2002年5月，在美國墨西哥灣開展海底天然氣水合物考察，親眼觀測到自然環(huán)境下的可燃冰。 陳多福乘坐能載4人的深潛器，用半個多小時的時間，下潛到了約540米深的可燃冰典型分布區(qū)BusHill水合物丘海底。一塊高30厘米、寬50厘米的可燃冰在探照燈下泛著美麗的橙光。 　　南海：一半海水一半火焰 經探測，南海可燃冰儲量相當于中國現(xiàn)有已探明石油、天然氣資源的一半 黃永樣說，可燃冰可以說是另類天然氣。因為它是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結晶而成的。在高于20℃的環(huán)境下，要好幾百個大氣壓才能呈固態(tài)，必須放在液氮罐里。 從可燃冰的物理性質來看，可燃冰主要分布地點在北半球，且以太平洋邊緣海域最多。從理論上講，在我國南海、東海、黃海等近300萬平方公里廣大海域以及青藏高原的凍土層，都有可能存在可燃冰。 大海里之所以有可燃冰，是因為海水每深10米，海水的壓力就增大1個大氣壓，海深300米就可達到30個大氣壓，在這以下的海里，只要溫度低于0℃，天然氣就會與水分子結合成為可燃冰。黃永樣說，水太深了，接近地心，溫度會升高，壓力再大也不會形成可燃冰。因此，合理的海深應是300米-3500米，而且還要有甲烷氣源。也就是說，海底要有體內含碳的魚蝦、藻類古生物尸體的沉積物，經過生物轉化，可形成充足的甲烷氣源。在溫度、壓力和氣源三項條件都具備的情況下，便會在介質的空隙中生成可燃冰。 黃永樣介紹說，按照可燃冰的生存條件，它通常分布在海洋大陸架外的陸坡、深海和深湖以及永久冰土帶。大約27%的陸地(極地冰川冰土帶和冰雪高山凍結巖)和90%的大洋水域是可燃冰的潛在區(qū)，其中大洋水域的30%可能是其氣藏的發(fā)育區(qū)。 黃永樣說，經過科學家們5年多的地球物理、地球化學等方面的探測證據(jù)表明，僅南海一地的儲量就相當于中國現(xiàn)有已探明石油、天然氣資源的一半。 南海，在中國古代的記載中又叫做“漲?！?、“沸?！保且驗槟虾ｏL高浪急，如同沸水一樣起伏不停而得名。在它奔騰洶涌的浪濤下面，隱藏著無盡的寶藏。 1956年，鶯歌海的漁民發(fā)現(xiàn)了沸水石油氣苗，拉開了中國石油下海找油的序幕。隨著南海地質調查的展開，人們發(fā)現(xiàn)，這里蘊藏著豐富的石油天然氣。初步估計，整個南海的石油地質儲量大致在230億-300億噸之間，約占中國總資源量的三分之一，是世界四大海洋油氣聚集中心之一。南海因此被稱為 “第二個波斯灣”。 黃永樣說，更讓人興奮的是，從南海的水深、沉積物和地貌環(huán)境來看，它是中國可燃冰儲量最豐富的地區(qū)。初步勘測結果表明，僅南海北部的可燃冰儲量就已達到我國陸上石油總量的一半左右，此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面積為5242平方公里，其資源量估算達4。1萬億立方米。按成礦條件推測，整個南海的可燃冰的資源量相當于我國常規(guī)油氣資源量的一半。從這個意義上講，說南海一半是海水一半是火焰，一點也不夸張。如能開發(fā)南海的可燃冰，像“西氣東輸”那樣，實現(xiàn)“南氣北輸”，形成大的能源戰(zhàn)略轉移，將具有重大意義。 開采是柄“雙刃劍” 要將溫壓條件十分苛刻的可燃冰從海中取出，有可能造成人類的災難 黃永樣說，在海洋的深水區(qū)，可燃冰主要存在于海底以下0～1100米的未固結沉積層中。因此，也有科學家將海域中的天然氣水合物的開采形象地稱為“深海淺挖”。開采可燃冰的一個國際性難題便是保證井底穩(wěn)定，目前還沒有一個工業(yè)化開采可燃冰的完美方案。但開采的方法基本確定，主要有熱激化法、減壓法和注入劑法三種。 熱激化法：向可燃冰礦層注入熱能(蒸氣、熱水、熱鹽水等)或利用火驅法，提升礦層地溫以分解可燃冰。但這種方法熱損耗大，效率較低。近年來，人們試驗直接在井下加熱，如采用井下電磁加熱方法，使采收率高達70%，較其他方法更為有效。 減壓法：開采可燃冰層下面存在的游離氣，以便降低礦層壓力，促使可燃冰分解。 化學試劑法：利用化學試劑摻入可燃冰改變其平衡條件、促其發(fā)生失穩(wěn)作用進行開采。此法降低能耗明顯，但費用昂貴。 可燃冰是不同于常規(guī)油氣的新型能源，僅僅在低溫和高壓力狀態(tài)下才是穩(wěn)定的，往往同自然環(huán)境處于十分敏感的平衡之中，當環(huán)境變化時往往導致可燃冰的失穩(wěn)和釋放，要開采，人類還面臨著許多新問題，甚至潛在著災難性的危害。 首先，開采可燃冰可能會給生態(tài)造成一系列嚴重問題。由于可燃冰中絕大部分是甲烷這種反應快速、影響明顯的溫室氣體，在導致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10倍-20倍。全球可燃冰中甲烷量占地球上甲烷總量的99%以上，其甲烷的總量大致是大氣中甲烷數(shù)量的3000倍。如果開采時甲烷氣體大量泄漏于大氣中，造成的溫室效應將十分嚴重，使全球氣候迅速變暖，災難性地威脅人類生存環(huán)境。 此外，由于可燃冰經常作為沉積物的膠結物存在，它對沉積物的強度起著關鍵的作用?？扇急男纬珊头纸饽軌蛴绊懗练e物的強度，一旦發(fā)生井噴，就會造成災難性的地質塌陷，發(fā)生海嘯、海底滑坡和海水毒化等災害?？扇急_發(fā)利用就像一柄“雙刃劍”，在考慮其資源價值的同時，必須充分注意到有關的開發(fā)利用將給人類帶來的嚴重環(huán)境災難。只有合理地、科學地開發(fā)和利用，可燃冰才會真正為人類造福。 中國拉開可燃冰調查序幕 未來十年，將投入8。1億元對這項新能源的資源量進行勘測 7月15日，德國“太陽號”科學考察船抵滬。此前，26名中德兩國科學家以“太陽號”為技術平臺，共同對南海海域可燃冰分布開展為期42天的綜合地質考察。 新華社發(fā) 隨著經濟發(fā)展，中國能源供需矛盾日益突出，從1993年成為純石油進口國。預計到2010年，中國石油凈進口量將增至約1億噸，2020年將增至2億噸左右。對國外石油、天然氣資源的依賴程度不斷加大，如何保證中國能源安全和后續(xù)能源供應，直接關系到我國經濟、社會的可持續(xù)發(fā)展，戰(zhàn)略意義重大。 1990年，中科院蘭州冰川研究所凍土工程國家重點試驗室與莫斯科大學凍土專業(yè)學者合作開展室內可燃冰合成試驗。其后，中國石油大學郭天民、西安交通大學劉芙蓉以及青島海洋地質研究所等單位，均在實驗室里合成出了可燃冰。 1997年中國地質科學院完成了“西太平洋氣體水合物找礦前景與方法的調研”，認為我國南海和東海具備可燃冰的成藏條件和找礦前景。 而在勘探調查方面，從1999年開始，黃永樣所在的廣州海洋地質局承擔了我國海域可燃冰的資源調查和評估工作，正式拉開了我國對可燃冰開展實質性的調查和研究的序幕。目前，該局已在我國南海北部海域發(fā)現(xiàn)了可證實這一資源存在的多種地質、地球物理和地球化學的重要的間接標志，初步證實在我國南海北部陸坡天然氣水合物成礦條件良好，資源遠景非常樂觀。 據(jù)黃永樣介紹，近5年來，他們共投入近億元，通過人工地震、地質、地球物理、地球化學、海底攝像等一系列新的手段，已在南海北部陸坡、西沙海槽和東海陸坡等3處發(fā)現(xiàn)可燃冰存在的證據(jù)。在未來十年，我國將投入8。1億元對這項新能源的資源量進行勘測。這項工作主要由該局承擔。 “太陽號”初訪南海 中德科學家聯(lián)手考察中國南海海域可燃冰分布 今年3月，廣州海洋局與在海洋可燃冰調查與研究方面處于國際領先水平的德國基爾大學簽署合作協(xié)議，共同開展南海北部陸坡甲烷和可燃冰分布、形成及其對環(huán)境的影響研究，以確定和評估該區(qū)域可燃冰的前景，并預測可燃冰在全球環(huán)境變化中的潛在影響。 6月2日，26名中德科學家從香港登上德國科學考察船“太陽號”，這艘在墨西哥灣、中美洲西海岸外海、美國俄勒岡外海等海域采獲到可燃冰實物樣品的科考船，在歷時42天的科考中，通過海底電視觀測和海底電視監(jiān)測抓斗取樣，首次發(fā)現(xiàn)了冷泉噴溢形成的、面積約430平方公里巨型碳酸鹽巖，這證實冷泉仍在活動，更進一步證實了該工作海域陸坡淺表層存在可燃冰。 該項目的德國首席科學家、基爾大學海洋地球科學研究中心主任厄爾·塞斯博士，曾任多個可燃冰國際合作項目和4個可燃冰調查航次的首席科學家。他認為，此前發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的墨西哥灣、挪威海灣等都屬于主動型大陸邊緣，而中國南海的地形則屬于被動型大陸邊緣，具有特別的意義。他認為，這是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最大的自生碳酸鹽巖區(qū)。 中德科學家一致建議，借距工作區(qū)最近的中國香港九龍的名稱，將該自生碳酸鹽巖區(qū)中最典型的一個構造體命名為“九龍甲烷礁”。其中“龍”字代表了中國，“九”代表了多個研究團體的合作。同位素測年分析表明，“九龍甲烷礁”區(qū)域的碳酸鹽結殼最早形成于大約4。5萬年前，至今仍在釋放甲烷氣體。可燃冰氣體噴溢形成的菌席和雙殼類生物寄生在九龍甲烷礁區(qū)碳酸鹽巖結殼裂隙中。 據(jù)黃永樣介紹，此次考察通過衛(wèi)星遙感、聲波等技術，觀測到了與可燃冰密切相關的雙殼類生物，并獲得大批雙殼類生物及與之伴生的管狀蠕蟲；經過現(xiàn)場測試分析，發(fā)現(xiàn)了與陸坡淺表層天然氣水合物存在密切相關的顯著地球化學異常；首次運用水體地球化學站位調查，在工作海域不同水層中發(fā)現(xiàn)了甲烷異常，說明在調查區(qū)存在海底甲烷氣體噴溢。他還說，盡管我國南海北部海域可燃冰資源前景樂觀，但在海底淺表層形成天然氣水合物的條件并不優(yōu)越，從海底獲取淺表層可燃冰的成功率不高。建議盡快實施海底鉆探，以獲取海底可燃冰實物。 　　 。