地下两万米，藏着可供人类用23亿年的无尽能源？美国已经在开发了

地下两万米，藏着可供人类用23亿年的无尽能源？美国已经在开发了

2025-08-12 12:34·阿七说史

深海之下，巨型坑洞喷涌着氢气，西太平洋的惊人发现正悄然改写人类能源的未来图景。

2024年，一次重大科学考察航次在西太平洋穆绍海沟附近取得了惊人发现。由20个直径450至1800米、深度最高达130米的巨型圆坑组成的“昆仑热液筒群”被首次确认存在。

热液筒群到底是什么？昆仑热液筒群的发现，对人类未来能源利用有何影响？

深海宝藏，沉睡的能源巨人正在苏醒

在深邃的海洋底部，一种被科学家称为“昆仑热液筒群”的地质奇观正吸引全球目光。

这些巨型坑洞直径最大可达1800米，相当于近40个标准足球场的面积，深度最高达130米。它们静静地躺卧在西太平洋卡罗琳板块东缘的黑暗海底。

热液筒群的形成机制令人惊叹，多台海底地震仪观测到800余个短时地震事件，结合热液角砾岩分布、构造裂隙特征及稳定同位素分析，研究人员揭示了其爆炸成因机制。

深部蛇纹石化反应释放的氢气在密闭裂隙中积聚，当达到临界压力后与渗入的海水氧气在混合界面发生爆炸，形成剧烈喷发并造成大规模圆形洼地。

这一发现意义重大。研究团队提出了昆仑热液筒群的四阶段演化模型，从氢气积聚、爆炸形成、通道封堵到周期性活动。

该模型不仅揭示了地球深部地质过程，更关键的是指向了一个巨大能源库的存在。

可燃冰竞赛，大国博弈的新能源战场

当昆仑热液筒群的发现引发科学界震动之际，另一场围绕深海能源的竞争早已悄然展开。2025年8月，美国能源部宣布投入500万美元支持7个全国性的甲烷水合物研究项目。

这些项目由得克萨斯大学奥斯汀分校、麻省理工学院等顶尖机构承担，重点研究可燃冰的提取方法、商业化前景及环境影响。

可燃冰——学名天然气水合物，这种在高压低温条件下由水和天然气形成的结晶化合物，被公认为潜力巨大的未来能源。

美国能源部长曾公开表示，对可燃冰的研究还处于初始阶段，但这批拨款将使美国更加了解从其中安全、持续提取天然气的可能性。

在这场全球竞赛中，日本的步伐同样迅速。日本成功从爱知县东部海域地层的可燃冰中分离出甲烷气体，标志着可燃冰开采商业化进程迈出关键一步。

美国、日本、加拿大等国制定了可燃冰研究路线图，包括在阿拉斯加进行长期开采试验，在墨西哥湾进行长期观测等。

海洋能源技术的全面突进

2025年8月，中国在海洋能源技术领域迎来一系列突破。在广东惠来临港产业园，一套电化学海洋碳捕集试验装置成功通过72小时连续考核。

该装置由碳能科技与大唐国际潮州发电公司联合研制，已在海试现场累计运行约600小时。

项目通过电化学方法从海水中直接捕集二氧化碳，并将其与制氢、甲醇合成工艺集成，构建了海水捕碳、制氢与甲醇合成的综合示范系统。

深海能源开发面临前所未有的技术挑战。科学家们正从多个方向寻求突破，以解决深海极端环境下的能源提取难题。

在可燃冰开采技术方面，科学家们探索比传统方法更高效节能的途径。美国哥伦比亚大学的研究人员曾开发出“减压法”开采技术。

该方法让水合物在化学反应器中随着压力降低吸收热量并释放气态甲烷，而剩余物质仍处于冰冻状态，便于分离。

研究人员发现，在特定温度和压力范围内，水合物释放甲烷的效率可达到理想峰值。

挑战重重，深海能源开发的现实困境

尽管前景广阔，深海能源开发仍面临诸多挑战。技术可行性之外，经济性和环境影响成为制约其商业化的重要因素。

可燃冰开采面临的最主要问题之一是能耗与经济性。专家曾担忧以“整体”打捞方式进行大规模商业开采，所获得的能源可能不抵打捞消耗的能源。

虽然减压法等新技术有望降低能耗，但其实际应用效果仍需野外试验检验。

环境风险同样不容忽视。可燃冰开采过程中可能造成的海底地质扰动，以及甲烷泄漏对温室效应的影响都是需要评估的因素。

这也是美国能源部在研究可燃冰提取方法的同时，专门资助环境影响研究的原因。

生态保护与资源开发的平衡同样关键。昆仑热液筒群不仅是一个富氢系统，还支持着独特的深海生态系统。

筒体底部持续积聚的氢气，支持着以无机化能为基础的深海生物群落。如何在开发能源的同时保护这些脆弱生态系统，成为科学家面临的重要课题。

随着技术进步，深海能源开发的路径逐渐清晰。一个多技术融合、综合利用的蓝图正在形成。

在中国广东的示范项目中，未来计划在揭阳依托海上风电项目开展产业化推广，集成海洋直捕CO₂技术、海上风电耦合电解水制氢技术、二氧化碳加氢热催化制备甲醇技术，形成绿色甲醇生产基地。

这种模式实现了海矿“碳氢资源”综合利用，探索绿色海洋经济闭式循环发展新模式，为海上风电开发及就地消纳提供创新路径。

在深海氢能利用方面，科学家们提出双氢生产概念。通过将海水电解制氢与甲醛氧化反应耦合，为无需淡水资源或预处理的直接海水制氢提供了工业化可行方案。

深海实验室里，科学家观察着屏幕上跳动的数据——219mV的低过电位，1000小时的稳定运行，每分钟13立方分米的甲烷释放峰值。这些数字背后，是人类向深海要能源的坚定脚步。

大洋深处，奋斗者号载人潜水器的灯光刺破黑暗，照亮了那些沉睡亿年的能源宝库。当人类最终掌握打开深海能源宝库的钥匙，能源史的崭新一页才真正开始书写。

随着美国在阿拉斯加推进14个新的可燃冰实验项目，日本在南海海槽持续进行开采试验，以及中国在南海的勘探开发，一场静默的深海能源革命正在展开。

资料来源：
①.我国学者在深海海底发现大型含氢热液筒群 2025-04-23　 来源：地球科学部
②.“电化学海洋碳捕集试验装置”通过考核“电-氢-储-碳-醇一体化”示范试验项目取得突破2025-08-1111:32来源，证券日报