可燃冰：燃燒吧，我的小宇宙

王嶸

今年5月，國土資源部中國地質調查局宣布，我國在南海北部神狐海域進行的天然氣水合物（俗稱“可燃冰”）試采獲得成功。這位在我們中學課本里沒啥存在感的小伙伴，一下子上了各大媒體的頭條。7月9日，第一口井的試開采產氣取得圓滿成功，正式實施關井作業。自5月10日試氣點火以來，已連續產氣60天，總產氣量超過30萬立方米，創造了產氣時長和總量的世界紀錄。

俗話說，人紅是非多。自從可燃冰成了新晉網絡寵兒，關于它的各類消息鋪天蓋地而來。先有中央電視臺的“100升可燃冰可使汽車跑5萬公里”之說，結果被證明是計算的方法和量級有誤；后有“日本已經開采，中國是否領跑全球”的疑問，原來是我們比日本“穩定開采”的時間長，日本開采到第12天的時候，機器就被泥沙堵住了。也許有同學好奇，央視的說法究竟錯在哪里。具體來說，首先，天然氣汽車只能使用壓力罐儲存的壓縮甲烷氣體，無法直接使用可燃冰固體；其次，即使可以用，100升固體體積大約相當于3個天然氣罐，大家可以自行腦補一輛汽車綁著三個大罐子的情景；最后，實在不行咱們扛上100升固體可燃冰，100升可燃冰=160×100升天然氣（常溫常壓）=80升罐裝天然氣（高壓壓縮）=汽車行駛250公里，顯然我們可愛的央視記者混淆了天然氣壓縮和常溫常壓的概念。所以說，在信息社會，同學們不要輕信標題黨，多看多問，離真相就能更近一步。

從可燃冰走紅的那一刻起，全國的中學生表示“扎心了”——這意味著可燃冰勢必會成為學習的重點和考試的熱點。

首先，可燃冰是個什么東東呢？用專業的科研語言來說，可燃冰是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中的由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質，其中天然氣的含量可達80%-99%。（此處敲黑板！）由于可燃冰在初中只作科普了解，所以老師在講課的時候通常會將可燃冰直接等同于甲烷。實際上，到了高中，你會看到化學課本里明確指出可燃冰是甲烷和水的混合物，兩者通過分子間作用力結合在一起。甲烷，又稱天然氣，化學方程式為CH4，我們家里燒菜、杭州城馬路上跑的10路、17路、86路和333路公交車，用的都是這種氣體能源。

這次的開采為什么會吸引那么多人的眼球呢？那是因為可燃冰大部分分布在海底，極少部分位于陸地凍土帶，在低溫高壓的環境中埋藏形態又為固體，不同于石油、天然氣等可以抽吸的“流體”能源，這給可燃冰的開采帶來巨大的困難。目前國際上通用的采集方法叫作“被動式保壓保溫取樣”，即在保持開采環境“低溫高壓”的條件下，將可燃冰以固體的方式采集，這種方式開采量低且故障頻發。我國的新技術首次提出“主動式降溫冷凍取樣”方法，通過降壓把水合物中的甲烷釋放出來，直接采集甲烷，同時整個過程都保持可控。這一新技術目前尚不成熟，日本曾在愛知縣和三重縣海域用類似方法成功連續采集12天，最后就是因為傳送裝置混入泥沙，不得不中止開采。

我們算筆賬，2015年全國共采集天然氣1304.2億立方米，其中中國海洋石油總公司采集天然氣130.1億立方米。我們按照這次神狐海域開采首月日產6800立方米的數據來計算，那么年產約248萬立方米，只占中國海洋石油總公司年產的0.02%。也就是說，要想趕上中國海洋石油總公司的年產量，同等情況下需要大約5000個鉆井平臺，而2017年全球的石油及天然氣鉆井平臺加起來才497個，這個數量實在少得可憐。

既然我們是辛辛苦苦開采出來的，那么好歹能賣個好價錢吧？很可惜，自從2014年美國頁巖油、頁巖氣大規模開采以來，國際原油、天然氣價格大幅度下跌，其中天然氣均價從2014年的3.7美元/加侖（1加侖≈3.8升）一路跌到現在的2.3美元/加侖，以現在的可燃冰采集量計算，那是要虧死的節奏啊。

不好采集、量少、價格低……說了那么多，能說說讓人開心的事嗎？

對不起，“大魔王”的面紗都還沒揭下呢！

甲烷易燃，其溫室效應為CO2的23倍，而全球海底可燃冰中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍，只要釋放十分之一，就將加速全球暖化，對全人類和所有生物造成巨大的危害。

在發生于大約2億5140萬年前的二疊紀—三疊紀生物滅絕事件中，一個很重要的起因就是大量的甲烷從冰層和海洋釋放到大氣中，導致嚴重的暖化和物種滅絕，并造成超過6萬年的混亂氣候。若以消失的物種來計算，當時地球上70%的陸生脊椎動物和高達96%的海洋生物因此消失。在滅絕事件之后，陸地與海洋的生態圈花了數百萬年才得以完全恢復。

借用中國科學院丁仲禮院士的一句話：“地球一直好好的，消失的是物種。”在全球變暖的大趨勢下，在脆弱的地球氣候和生態系統面前，類似的沖擊，我們已完全承受不起。

2011年日本福島核電站事故后，發達國家紛紛呈現棄核的趨勢，德國更是宣布將在2022年前徹底關閉核電站。在對原子能利用前景不甚明朗的情況下，人類可能越來越倚重傳統的化石燃料，然而地球上容易開采、相對安全的化石能源終歸是非常有限的。科學技術的厚積薄發讓我們能夠嘗試去觸摸以往無能為力或充滿危險的領域，可燃冰的試開采就是最好的例子。

選擇的過程永遠不會利弊分明，兩害相較取其輕。愿我們用更大的努力振興科技，解決現在無法克服的困難；愿我們常懷居安思危的良知，為子孫后代留下足夠的空間；愿我們對自己知之甚少的領域，多積跬步，慎之又慎；愿我們用知識的力量，為全人類的福祉砥礪前行。endprint