日本試采6天就失敗，中國一口氣產氣60天，可燃冰技術太硬核

可燃冰，大家都聽過吧？

去年第十五屆全運會的火種，就是從1522米南海海底開采的可燃冰引燃的。

整個過程可以說是科技感滿滿。

先是由我國研發的“海馬”號深海遙控潛水器，潛入到海底抓取可燃冰。

點火方式也十分硬核，利用光伏發電將電能通過線纜輸送到深海點燃可燃冰。

最后用“海馬”號把引燃的“源火”送到海面，引燃火種盆。

到底什么是可燃冰？它為什么可以點燃？在能源緊缺的今天，可以大規模作為能源代替煤、石油使用嗎？

今天咱們就來講講關于可燃冰的那些事兒。

可燃冰，外形像冰，且可以燃燒而得名。

不過，它可不是冰。

它是由一個甲烷分子被水分子所包裹起來形成的似冰狀結晶。

形象點來說，就是甲烷被水分子“囚禁”了。

不過，可不是在任何條件下，甲烷都愿意被水分子“裹挾”的。

這需要兩個必備條件，一是高壓，一是低溫。

比如，在深海的重壓或者寒冷地區凍土里，甲烷分子就被水分子緊緊包裹住，形成奇妙的可燃冰。

目前，全球可燃冰絕大部分在深海海底沉積物中，僅有很小一部分在陸地永久凍土帶。

諸如美國、日本、印度、韓國等國家都已經探測到大量的可燃冰存在。

如果沒有外界環境的刺激，可燃冰里的甲烷會老老實實待著。

而一旦外界環境改變，例如壓力降低或溫度升高到一定程度，結構被破壞，甲烷會就釋放出來，遇到明火就可以燃燒了。

可燃冰比傳統能源可友好太多了！

所釋放能量是同體積天然氣的164倍，也更環保。

大家都知道，煤和石油里含有氮和硫，所以燃燒除了水和二氧化碳，還有硫化物、氮氧化物、固體廢渣等空氣污染物，對環境十分不友好。

這也是為什么現在很多國家都在大力發展光伏和風力發電的原因，想用更清潔的能源替代傳統能源。

論環保，可燃冰絕對算是第一！

因為化學組成成分只有碳、氫、氧，可燃冰燃燒后只產生二氧化碳和水，就連二氧化碳排放量才不到傳統能源的一半兒！

可喜地是，目前可燃冰的世界儲量還很大。

幾乎是全球已知化石能源碳總量的2倍，可供人類使用 1000 年以上。

我國可燃冰儲量更不容小覷！

總計2000億噸，其中，南海北部約650億噸，青藏高原和東北凍土區約1400億噸。

看到這，大家或許就明白了為啥可燃冰這么珍貴。

因為它釋放能量大，又環保，儲量還大，算得上是能源界的“白月光”了。

在石油能源緊缺、環境污染嚴重、溫室效應越來越嚴重的今天，可燃冰被認為是石油或天然氣等化石能源的最有力地替代品。

如果能利用起來，不僅能緩解能源危機，也能降低對石油的依賴。

既然可燃冰這么好，那為什么沒有大規模運用呢？

這還得從發現可燃冰說起。

那是上個世紀中葉，前蘇聯科學家首次在西伯利亞凍土層中發現了可燃冰。之后，美國學者又在深海中發現了可燃冰。

不過，從發現到開采可是隔了太久時間。

人類真正實現可燃冰開采是什么時候呢？

是在這個世紀的2013年，也就是距離首次發現過去整整半個世紀之久。

為什么發現可燃冰這么久卻沒有人去開采呢？

因為科學技術的限制。

就拿海底開采來說，可不像海上撈魚那么簡單。有個船，再有張網就可以。

深海養殖的魚兒可以被誘捕，但可燃冰卻不會自己浮出海面。

更別說還是從海底1200多米深的地方往外開采運輸，單是進入到深海海底取出可燃冰就需要很多設備。

首先，需要找到可燃冰都藏在哪兒，就需要深海探測設備。

其次，開采設備得有地方放吧，這就需要搭建海上平臺，那可比在陸地上建造難多了。

這個平臺得是半潛式的，面積還要足夠大，容得下開采核心裝備，更要足夠穩定，能夠抵御海面風浪。

再就是需要鉆井、井筒和開采設備，向地層或海底鉆至可燃冰儲層。

這是一個龐大而復雜的技術系統，可不是簡簡單單說說而已，哪一個環節做不到位，可燃冰都無法開采成功。

所以，直到2013年日本在愛知縣東部海域可燃冰首次試采成功，但效果卻不太理想。

只能說那只是人類第一次與可燃冰真正打交道，算是第一次嘗試，結果并不理想。

僅持續 6 天，就因出砂、產氣不穩、成本高而被迫終止。

目前，日本、美國、加拿大、韓國、印度等都在布局可燃冰開采，中國技術則遙遙領先。

有了設備支持，到底該如何開采可燃冰呢？

前面說了，可燃冰在外界環境改變的時候就可以釋放出來。

聰明的科研人員就利用了這一點來開采可燃冰。

目前常用的可燃冰開采方法有三種，分別是降壓法、注熱法以及二氧化碳置換法。

日本主要采用降壓法和注熱法，就是通過降低海底壓力、往地層中注入熱水或高溫蒸汽讓可燃冰自動分解。

日本可燃冰可滿足約 100 年的天然氣需求,目前仍在試驗開采階段，商業化目標從原來的2025年推遲到2030年后。

目前，美國在阿拉斯加北坡開采，主要把二氧化碳注入可燃冰層與水結合，甲烷就會被“解救”出來,曾連續產氣30 小時。

看到這你能明白咱國家為啥這么努力要進行可燃冰開采了吧？

作為未來能源之王，可以說，誰最先掌控可燃冰開采技術，誰就有了未來能源的主動權。

值得驕傲地是，我國可燃冰開采處于世界領先水平。

我國在南海試采時主要使用降壓法，這是目前技術相對最穩定的方法。

2017年，我國在南海海域實現可燃冰試采連續穩定產氣187 小時，成為全球首個海域穩定產氣國家。

如今，我國記錄是已經實現連續產氣 60 天、日均產量超 5 萬立方米、甲烷純度 99.7%，新型催化體系的反應溫度只需70℃，成本也降低40%！

最主要地是，我國已經實現了從鉆探船到測井儀，從取芯器到分析設備的全部國產化。

可燃冰開采的商業化又邁進了一步，厲害了，我的國！

但目前，距離可燃冰大規模開采和商業化可能還有很長一段路要走。

目前開采1立方米可燃冰成本高達2000美元，這也是制約商業開發的很重要因素。

畢竟，國家開采可以是公益的，但商人講究的都是利益。

如果大家賺不到錢，可能就沒有人愿意去主動開采了。

可燃冰開采的最核心難點還在于，如何在不破壞地層結構、不泄漏甲烷的前提下，高效分離甲烷。

因為一旦大規模開采，很有可能引發海底滑坡、海平面上升甚至甲烷泄露等環境問題，可能會改變海洋生態，影響海洋生物安全。

如果是以破壞自然為代價開采，可就是得不償失了。

所以，可燃冰的開發利用，任重而道遠，還需要無數科研人員的辛苦付出。

目前，我國已完成全國可燃冰資源普查，在南海發現2個超千億立方米礦藏。

從2025 年開始，我國還專門設立600 億元專項基金開發可燃冰，計劃2027 年實現商業化開采試點。

或許，不久的未來，可燃冰的大規模開采，讓中國擺脫對進口石油的依賴，也并非不可能。

不知道大家覺得值不值得呢？

本文作者 | 檸檬夏

責任編輯 | 淡淡翠

策劃 | 淡淡翠