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6月6日，本報(bào)報(bào)道:我國(guó)海域天然氣水合物資源調(diào)查獲得重大突破，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在我國(guó)南海北部神狐海域成功鉆取獲得了高純度可燃冰實(shí)物樣品。消息甫一傳出，引起極大轟動(dòng)，本報(bào)讀者紛紛來(lái)電希望了解詳細(xì)經(jīng)過(guò)。我們特組此稿，以饗讀者。
冰中之火 知易求難
天然氣水合物又稱(chēng)可燃冰。二十世紀(jì)七十年代，美國(guó)地質(zhì)工作者在海洋中鉆探時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種看上去像普通干冰的東西，當(dāng)它從海底被撈上來(lái)后，那些“冰”很快就成為冒著氣泡的泥水，而那些氣泡卻意外地被點(diǎn)著了，這些氣泡就是甲烷。據(jù)研究測(cè)試，這些像干冰一樣的灰白色物質(zhì)，是由天然氣與水在高壓低溫條件下結(jié)晶形成的固態(tài)混合物。目前的科研考察結(jié)果表明，它僅存在于海底或陸地凍土帶內(nèi)。純凈的天然氣水合物外觀呈白色，形似冰雪，可以像固體酒精一樣直接點(diǎn)燃，因此，人們通俗、形象地稱(chēng)其為“可燃冰”。
科學(xué)家的研究結(jié)果表明，可燃冰的能量密度非常高，1立方米可燃冰可以釋放出164立方米的天然氣。目前地球上可供人類(lèi)開(kāi)采的石油、煤炭等能源正在不斷減少，許多國(guó)家正在尋找新的替代能源，可燃冰的發(fā)現(xiàn)立即引起人們的關(guān)注。一些國(guó)家相繼把可燃冰作為后續(xù)能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，對(duì)可燃冰的科學(xué)考察取得可喜成績(jī)。美國(guó)、日本等國(guó)家先后在海底獲得了可燃冰實(shí)物樣品，而加拿大在凍土帶內(nèi)找到了可燃冰。綜合考察表明，天然氣水合物資源量巨大，據(jù)保守估算，世界上天然氣水合物所含的有機(jī)碳的總資源量，相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總量的2倍。特別是天然氣水合物的主要成分是甲烷，燃燒后幾乎沒(méi)有污染，是一種綠色的新型能源。從其儲(chǔ)量之大、分布范圍之廣和應(yīng)用前景之好來(lái)看，它是石油、天然氣、煤等傳統(tǒng)能源之后最佳的接替能源。可燃冰點(diǎn)燃了人類(lèi)二十一世紀(jì)能源利用的希望之光。
但是要觸到這束希望之光并不容易。有關(guān)研究成果表明，可燃冰形成的必要條件是低溫和高壓，因而它主要存在于凍土層和海底大陸坡中。這些賦存所需要的特殊溫度和壓力條件，使人們采集可燃冰的實(shí)物樣品十分困難，不僅需要高投資，還需要游泳航海、地質(zhì)鉆探、樣品取存等方面的高技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備。
可燃冰的開(kāi)發(fā)利用更是世界性難題。科學(xué)家指出，開(kāi)發(fā)可燃冰非常危險(xiǎn)，由于水化物是在低溫高壓下形成的，它的主要成分是甲烷80％、二氧化碳20％，一旦脫離地下和海底，氣化造成的“溫室效應(yīng)”十分嚴(yán)重。且開(kāi)采時(shí)還有可能導(dǎo)致海床崩塌使甲烷大量釋放，釋放過(guò)程中一旦失控，難免釀成災(zāi)難。因此有人認(rèn)為可燃冰成為新能源只是人類(lèi)的一個(gè)希望，在今后幾十年內(nèi)，它還是可望而不可及的。
神狐海域 收獲神奇
我國(guó)從1997年開(kāi)始組織開(kāi)展對(duì)天然氣水合物的前期研究。1999年，國(guó)土資源部啟動(dòng)了天然氣水合物的海上勘查，開(kāi)展了18個(gè)航次的調(diào)查工作，發(fā)現(xiàn)我國(guó)南海北部陸坡存在非常有利的天然氣水合物賦存條件，并取得了一系列地球物理學(xué)、地球化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)等明顯證據(jù)。
2003年12月底，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局首次在南海北部海域，利用海底攝像技術(shù)在3000米深海底發(fā)現(xiàn)了灰白色團(tuán)塊狀的沉積物質(zhì)，分析認(rèn)為，這種灰白色團(tuán)塊狀物質(zhì)是深部地層中的可燃冰分解后，甲烷氣體沿海底斷裂噴溢出海底后形成的。該結(jié)論得到國(guó)際可燃冰權(quán)威專(zhuān)家的認(rèn)同。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)，中國(guó)南海北部海域有可燃冰。
2007年4月21日，我國(guó)正式啟動(dòng)南海北部陸坡海域天然氣水合物鉆探工作。鉆探由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)一組織部署,分兩個(gè)航次實(shí)施，由中國(guó)科學(xué)家主持科研和調(diào)度工作，同時(shí)有來(lái)自9個(gè)國(guó)家的外國(guó)科學(xué)家和工程技術(shù)人員參與工作。在航次鉆探開(kāi)始前，科學(xué)家經(jīng)過(guò)地球物理資料的精細(xì)處理和反復(fù)研究，圈定出2個(gè)重要目標(biāo)區(qū)，確定了8個(gè)鉆探井位。
5月1日凌晨，鉆探船在南海北部神狐海域的一號(hào)鉆探站位，鉆探獲取海底多段沉積物巖芯，樣品取自海底以下183米至201米，水深約1245米。科學(xué)家在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖芯進(jìn)行X-射線影像、紅外掃描和數(shù)十項(xiàng)測(cè)試分析，確認(rèn)多個(gè)層段含有分散浸染狀和薄層狀天然氣水合物。考察人員在現(xiàn)場(chǎng)迅速剖開(kāi)巖芯，因釋壓和升溫的影響，樣品大部分迅速分解氣化，但在樣品新鮮切面仍清晰保留細(xì)小斑點(diǎn)狀天然氣水合物的白色晶體。
“我們將保壓巖芯樣品放入水中，涌出了大量氣泡，將這些釋放的氣體直接點(diǎn)燃，火苗是藍(lán)色的，非常旺盛。”航次首席科學(xué)家、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局張海啟博士向記者介紹當(dāng)時(shí)的情景時(shí)，仍然十分興奮。
據(jù)張海啟博士介紹，第一個(gè)站位取得成功后，他們又于5月15日在第四個(gè)站位成功獲得了天然氣水合物實(shí)物樣品，其測(cè)試結(jié)果更是振奮人心，測(cè)井、溫度等各項(xiàng)分析數(shù)據(jù)證實(shí)，天然氣水合物的沉積層厚度達(dá)34米，氣體中甲烷的含量高達(dá)99.8%。無(wú)論是礦層厚度之大、水合物豐度之高，還是甲烷含量之純，都遠(yuǎn)超出世界上其他地區(qū)類(lèi)似分散浸染狀的水合物。“我們不僅只鉆了3口半探井就成功獲得了天然氣水合物實(shí)物樣品，而且這是一種從未被發(fā)現(xiàn)的全新類(lèi)型樣品。”張海啟說(shuō)。在神狐海域，我們獲得了一個(gè)神奇的成功。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局副局長(zhǎng)、總工程師張洪濤接受采訪時(shí)指出，我國(guó)首次實(shí)施鉆探，就成功獲取實(shí)物樣品，驗(yàn)證了我國(guó)基礎(chǔ)地質(zhì)工作的實(shí)力，展示了我國(guó)南海北部海域巨大的天然氣水合物資源遠(yuǎn)景。這一巨大成功，凝聚了全國(guó)各地、各單位上百位科學(xué)家辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶，體現(xiàn)了各部門(mén)的相互配合和大力支持。
中國(guó)的發(fā)現(xiàn)讓人類(lèi)離可燃冰更近
由于能源的緊缺，國(guó)際社會(huì)高度關(guān)注天然氣水合物的開(kāi)發(fā)利用。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家將其勘探和開(kāi)發(fā)提高到能源安全的戰(zhàn)略高度予以重視，投入巨資進(jìn)行前期調(diào)查和研究，它們將利用該能源的時(shí)間表定在了2015年。目前，起步較早的美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入可燃冰的初級(jí)開(kāi)發(fā)階段。但是，可燃冰開(kāi)發(fā)利用中存在的釋放出的二氧化碳難以解決的問(wèn)題，仍然是可燃冰開(kāi)發(fā)利用道路上的攔路虎。有些科學(xué)家甚至從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，建議終止開(kāi)發(fā)利用可燃冰的研究。
此次中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在我國(guó)南海北部神狐海域，成功鉆取獲得了高純度天然氣水合物實(shí)物樣品，不僅使我國(guó)成為繼美國(guó)、日本、印度之后第4個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到水合物實(shí)物樣品的國(guó)家，使我國(guó)天然氣水合物的調(diào)查研究水平一舉步入世界先進(jìn)行列，也使人類(lèi)試圖利用這種新能源的努力成為可行。
張洪濤指出，這次獲得了如此高純度的可燃冰樣品，大大減輕了可燃冰資源利用研究的難度。可以斷言，中國(guó)在南海海域的成功讓世界增加了信心，這對(duì)天然氣水合物的開(kāi)發(fā)利用研究將起到極大的推動(dòng)作用。同時(shí)，作為首次獲取高純度天然氣水合物實(shí)物樣品的國(guó)家，我國(guó)的天然氣水合物研究同樣取得了歷史性突破，向前跨越了一大步。據(jù)介紹，南海天然氣水合物鉆探的第二航次工作已于5月19日繼續(xù)實(shí)施，我國(guó)科學(xué)家正奮戰(zhàn)在祖國(guó)南海海域，進(jìn)一步擴(kuò)大航探范圍，綜合評(píng)價(jià)區(qū)域天然氣水合物資源量。同時(shí)青藏高原凍土層以及東海、南海等幾個(gè)重要地域的勘探規(guī)劃也已確定。
天然氣水合物成為新型可用能源的目標(biāo)，人類(lèi)正離它越來(lái)越近。
數(shù)字
4：中國(guó)由此成為繼美國(guó)、日本、印度之后第4個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到水合物實(shí)物樣品的國(guó)家。
5：截至本次鉆獲天然氣水合物實(shí)物，國(guó)土資源部累計(jì)投入經(jīng)費(fèi)5億元。
9：國(guó)土資源部從1999年開(kāi)始啟動(dòng)天然氣水合物海上勘查，歷經(jīng)9年。
24：中國(guó)此次發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的南海神狐海域，成為世界上第24個(gè)采到天然氣水合物實(shí)物樣品的地區(qū)。
164：1立方米天然氣水合物可以釋放出164立方米的天然氣。 |