不久前,來自日本的一則消息曾撩動公眾神經——該國勘探機構從近海海底可燃冰中成功提取甲烷氣,標志該國商業開采可燃冰邁出了關鍵一步。
消息一出,即引發人們對可燃冰的猜測:它能否像一把利刃一樣,斬斷現今能源問題的死結?
可燃冰不是純冰,而是甲烷、乙烷等天然氣小分子被固定在水分子組成的晶體籠子里形成的天然氣水合物。固體可燃冰里藏有相當于自身體積近兩百倍的天然氣。如果可燃冰能保持固體狀態被開采出來,就為遠途運輸天然氣提供了一個新思路。
很多天然氣資源遠離市場,輸送很不方便,需耗巨資鋪設管道,或在低溫高壓條件下液化并用昂貴的專用船只運送,對于產地附近的基礎設施也有不少要求。而能量密度增加近兩百倍的可燃冰運輸起來就方便不少。即便開采后難以使可燃冰保持固體狀態,其蘊藏的天然氣也是重要化石能源。
目前,開采可燃冰仍面臨不少技術難題。由于形成條件的限制,海底可燃冰資源都分布在水深至少數百米、埋藏深度幾百米的沉積層下面。海底的溫度、壓力、海水的腐蝕等等都是需要克服的技術問題。
另外,分布在大陸架邊緣向深海過渡地方的可燃冰資源也給開采設施的安裝、運行及管道鋪設帶來不少麻煩。要解決這些問題,使可燃冰開采具有經濟性,還需通過長時間工業實踐積累經驗。
開采之外的氣候、地質問題則更加麻煩。進入工業時代以來,人類使用化石能源已導致大量二氧化碳排放,與此相關的氣候變化也已開始影響人類生活。
甲烷是可燃冰中的主要有用成分,假設以百年為限,甲烷在大氣中的溫室效應強度是二氧化碳的20多倍。如果人類開采可燃冰造成甲烷大量泄漏,顯然會加劇目前日益嚴重的氣候變化問題。
實際上,自然界中的不少甲烷泄漏就來源于可燃冰的分解。與常規天然氣甚至頁巖氣資源不同,封閉可燃冰的地底巖層并不十分致密,有很多縫隙,氣體完全可能通過這些縫隙泄漏釋放。此前已有科研人員發現,由于氣候變化導致凍土層融化,引發可燃冰分解,甲烷“出籠”。地質史上也有可燃冰大量快速分解的例子可循。
另一個擔心看起來更直觀。有研究人員推測海底沉積層內的可燃冰對于沉積層的穩定性有重要作用,可燃冰早已成為海底結構的一部分,有的甚至起到骨架支撐作用。
如果發揮關鍵支撐作用的可燃冰被開采,那就有可能導致海底結構破壞而引發地震。同時海底結構被破壞后有可能導致周邊地區的可燃冰不穩定,從而使大量甲烷釋放。
沒人愿意為了可燃冰開采承受這么大風險。如果大規模開發可燃冰的相關問題遲遲得不到解決,其商業化應用的時間拖到四五十年后甚至更久,在化石能源走向終結的末班車上很可能不會再看到可燃冰的身影。