世界正在经历一场前所未有的能源焦虑,科技快速发展,对能源的需求越来越多,但传统的化石能源却快要枯竭了。
这种焦虑就像悬在每个国家头上的利剑,随时可能掉下来。
在这样的背景下,一种名为“可燃冰”的物质,裹挟着巨大的能量和希望,闯入了人们的视野。
它被誉为“未来能源”,仿佛能一举解决人类的能源困境,可喧嚣过后,可燃冰却逐渐淡出公众视野,这背后究竟隐藏着怎样的故事?
可燃冰其实不是字面上那种能燃烧的冰,它的真实身份是天然气水合物,这种物质的形成条件极为苛刻,需要高压低温的环境,通常存在于深海海底或永久冻土带。
其主要成分是甲烷,被水分子包裹形成类似冰晶的结构,一旦外界条件改变,这种结构就会瓦解,释放出内部蕴藏的巨大能量。
科学研究发现,1立方米的可燃冰能释放出相当于164立方米天然气的能量,能量密度非常高。
可燃冰的出现,为全球能源格局带来了新的想象空间,据估计全球可燃冰的总储量高达2100亿吨,比目前已经探明的天然气和石油储量多好几倍。
如果能有效开发利用可燃冰,人类就能获得几乎无穷的清洁能源,特别是对中国来说,南海底下藏有大量可燃冰,初步估计储量相当于800亿吨,这无疑是一张影响未来能源格局的重要牌。
可燃冰储量的巨大潜力,足以支撑人类社会数百年甚至上千年的能源需求,使其成为名副其实的“未来能源”。
与传统化石能源相比,可燃冰的最大好处是更清洁、更环保,燃烧可燃冰的主要产物是水和二氧化碳,二氧化碳排放量远低于煤炭和石油。
如果可燃冰能取代现有能源,就能大大减少温室气体的排放,有助于缓解全球变暖,对于饱受雾霾困扰的中国北方城市而言,可燃冰的应用更是一剂良方,有望从根本上改善空气质量,带来更清洁、更健康的生存环境。
开采可燃冰不是一件容易的事,它特殊的形成环境给技术带来了很大挑战,大部分可燃冰位于深海海底,水深通常超过1000米,高压低温的环境对开采设备和技术提出了极高的要求,可燃冰非常不稳定,如果温度升高或者压力减少,它会很快分解,并且释放出甲烷。
这不仅会导致能源的浪费,更可能引发海底地质灾害,甚至加剧温室效应,可谓是“福祸相依”,如何安全高效地开采可燃冰,成了科学家们面临的一个难题。
除了技术挑战,高昂的开采费用也是影响可燃冰开发的重要因素,目前可燃冰的开采方法主要有热注法、减压法和化学置换法,但这些方法都存在一定的局限性,且成本高昂。
与已经形成完整产业链的传统化石能源相比,可燃冰的开采成本高出很大的数量级,在经济效益上缺乏竞争力,要想让可燃冰真正商用起来,关键在于在确保安全的同时,想办法降低成本。
尽管遇到很多困难,各国对可燃冰的研究一直没有停歇,中国在南海的神狐海域进行了试采,取得了不错的成果,积累了宝贵的经验,不过在技术上,可燃冰的开采还在摸索阶段。
如何有效控制甲烷泄漏、提高开采效率和降低开采成本,都是亟待解决的重要问题,技术与成本之间的矛盾,如同一个死循环,制约着可燃冰开发的进程。
一方面,技术的突破需要大量的资金投入;另一方面,在技术尚未成熟的情况下,大规模投资又存在巨大的风险,要解决这个问题,需要政府、科研机构和企业一起努力。
本世纪初,可燃冰的发现曾引发全球范围内的广泛关注,媒体的报道铺天盖地,将其描绘成解决能源危机的“灵丹妙药”,关于可燃冰的新闻少了,大家的兴趣也没那么高了。
这种变化并非偶然,它反映了可燃冰开发所面临的现实困境,技术瓶颈、高昂成本、环境风险等因素,使得可燃冰的商业化开采之路步履维艰。
与此同时,其他新能源技术的快速发展,例如光伏、风能等,也分散了人们对可燃冰的注意力。
尽管遇到了不少困难,中国政府在开发可燃冰方面一直保持着坚定的战略方向,可燃冰被列入国家能源发展战略规划,相关科研项目得到了持续的资金支持。
近年来国家发改委等部门出台了一系列政策,鼓励可燃冰的勘探、开发和利用。
与此同时,国内高校和科研机构也在积极开展技术攻关,例如西南石油大学在固态流化开采技术上取得的突破性进展,为可燃冰的安全高效开采提供了新的思路。
这些举措表明,中国政府对可燃冰的开发并非一时兴起,而是一项着眼长远的战略布局,在全球能源转型的浪潮中,可燃冰并非唯一的主角。
光伏、风能、核能等可再生能源技术也在快速发展,并在某些领域展现出更强的竞争力,光伏发电成本的不断下降,使其在一些地区已经具备了与传统能源竞争的优势。
可再生能源也存在自身的局限性,例如光伏和风能的间歇性,核能的安全风险等,在未来能源格局中,可燃冰与其他可再生能源之间并非简单的替代关系,而是互补共存的关系。
可燃冰可以作为一种战略储备资源,在其他能源供应不足时发挥作用,保障国家的能源安全,国际合作与争端:共享与争夺的博弈
开采可燃冰不仅是个技术活,还涉及地缘政治,全球可燃冰资源分布广泛,许多储量丰富的海域属于公海领域,这引发了各国之间的资源争夺。
一些国家试图通过单方面行动抢占可燃冰资源,而另一些国家则主张通过国际合作共同开发。
未来围绕可燃冰的国际合作与争端将日益激烈,需要建立公平合理的国际规则,避免资源冲突,促进可持续发展。
在技术层面,除了热注法、减压法和化学置换法,科学家们还在不断探索新的开采方法,例如固态流化开采技术。
这种技术旨在将可燃冰在地下直接转化为固态颗粒,然后通过管道输送到地面,从而避免甲烷泄漏和海底地质灾害的风险。
人工智能、大数据等新兴技术的应用也为可燃冰的勘探和开发提供了新的工具和方法,通过分析海底地质数据,可以更精准地定位可燃冰的分布,提高勘探效率,降低开采成本,各国政府也在积极推动可燃冰的商业开发。
中国政府制定了可燃冰开发的长期规划,并设立了专门的科研基金,支持相关技术的研发和应用,国际能源署等国际组织也在积极推动可燃冰的国际合作,促进信息共享和技术交流。
在经济层面,可燃冰的商业化前景也逐渐明朗,随着开采技术的进步和成本的下降,可燃冰的经济效益会越来越明显。
一些能源公司已经开始布局可燃冰产业,并开展了商业化试采项目,虽然现在可燃冰的开采成本还比较高,但随着技术的进步和大规模生产,成本有望降低,最终能和传统能源一较高下。
可燃冰的开采并不容易,还面临很多难题,深海开采技术的复杂性和高成本,环境风险的不确定性,以及国际合作的复杂性等,尽管存在这些挑战,可燃冰的巨大潜力依然不容忽视。
随着全球能源越来越紧缺,可燃冰作为一种既清洁又高效的能源,其重要性愈发凸显。
未来可燃冰的开发将会走上新趋势,它会如何改变人类的能源未来,让我们拭目以待。
参考来源:
小康杂志 - 2023年10月12日 可燃冰是什么?为什么一点就着
央视网 - 2020年3月26日 祝贺!我国海域可燃冰试采破总量日均双纪录
华商韬略 - 2023年1月31日 如今怎么没人吹可燃冰了?