一种可以用火柴点燃、像蜡烛一样燃烧的海底可燃冰正日渐“升温”,并可望成为21世纪替代煤、石油、天然气的新型能源矿产。这种可燃冰的学名叫天然气水合物。中科院广州能源所证实了广州市海洋地质调查局在我国南海海底发现可能存在巨大“可燃冰”带的消息。
据国家海洋局第二海洋研究所的周怀阳教授介绍,天然气水合物是一种由水分子和碳氢气体分子组成的结晶状固态简单化合物。其外形如冰雪状,通常呈白色。在天然气水合物中通常含有大量的甲烷或其他碳氢气体分子,极易燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣或废弃物。
天然气水合物受其特殊的性质和形成时所需条件的限制,它分布于特定的地理位置和地质构造单元内。一般来说,除在高纬度地区出现的与永久冻土带相联系的天然气水合物之外,在海底发现的天然气水合物通常存在于水深300-500米以下,其中大陆边缘大陆坡和内陆海及边缘海深水盆地是天然气水合物分布和富集的主要场所。
周怀阳教授说,由于受研究程度的限制,现在还很难确定地球上天然气水合物的绝对数量。有的科学家大胆地推测,全球海底天然气水合物的甲烷资源量是迄今地球上所有已知的煤、石油及天然气矿床的甲烷当量的两倍。虽然一些学者发表的天然气水合物资源量数据不尽相同,但是所有的数据都不约而同地表明,天然气水合物的资源潜力极大,远远超过传统的石油、天然气、煤和油页岩等能源储量的总和。这意味着天然气水合物有着巨大的资源潜力和商业价值。
自1983年在墨西哥湾深海中的天然冒油点采取岩芯样品时首次发现海底天然气水合物以来,美、英、德、加、日等国家便相继开展了本土和国际海底的调查研究与评价。现在在全世界范围内兴起了一股从海底开发天然气水合物新能源的热潮。日本、印度、美国、新西兰等国还制定了勘查和开发天然气水合物的国家计划以及获取浅层天然气水合物的钻井目标。虽然如何把天然气水合物作为能源使用,特别是如何解决天然气水合物的低成本开发技术问题,在目前仍是难以克服的障碍,但国际上在天然气水合物应用性研究方面的新一轮竞赛业已展开。
我国在天然气水合物方面的研究还处于刚刚起步的阶段。鉴于天然气水合物具有的重要资源和环境意义,且我国在这方面研究的相对滞后,周教授呼吁,在我国开展海底天然气水合物的研究,特别是圈定我国海域天然气水合物资源的远景区、探明其资源量、监测和评估天然气水合物对海洋环境和海底工程的影响、预测灾害趋势以及研究并建立我国海底天然气水合物资源勘探开发的高新技术体系已成为我国资源和环境研究领域的当务之急。国家应该出台相应的政策,加大投入,以尽快开展这项工作。(压题照片为天然气水合物晶体结构模型)