日本试采6天就失败，中国一口气产气60天，可燃冰技术太硬核

可燃冰，大家都听过吧？

去年第十五届全运会的火种，就是从1522米南海海底开采的可燃冰引燃的。

整个过程可以说是科技感满满。

先是由我国研发的“海马”号深海遥控潜水器，潜入到海底抓取可燃冰。

点火方式也十分硬核，利用光伏发电将电能通过线缆输送到深海点燃可燃冰。

最后用“海马”号把引燃的“源火”送到海面，引燃火种盆。

到底什么是可燃冰？它为什么可以点燃？在能源紧缺的今天，可以大规模作为能源代替煤、石油使用吗？

今天咱们就来讲讲关于可燃冰的那些事儿。

可燃冰，外形像冰，且可以燃烧而得名。

不过，它可不是冰。

它是由一个甲烷分子被水分子所包裹起来形成的似冰状结晶。

形象点来说，就是甲烷被水分子“囚禁”了。

不过，可不是在任何条件下，甲烷都愿意被水分子“裹挟”的。

这需要两个必备条件，一是高压，一是低温。

比如，在深海的重压或者寒冷地区冻土里，甲烷分子就被水分子紧紧包裹住，形成奇妙的可燃冰。

目前，全球可燃冰绝大部分在深海海底沉积物中，仅有很小一部分在陆地永久冻土带。

诸如美国、日本、印度、韩国等国家都已经探测到大量的可燃冰存在。

如果没有外界环境的刺激，可燃冰里的甲烷会老老实实待着。

而一旦外界环境改变，例如压力降低或温度升高到一定程度，结构被破坏，甲烷会就释放出来，遇到明火就可以燃烧了。

可燃冰比传统能源可友好太多了！

所释放能量是同体积天然气的164倍，也更环保。

大家都知道，煤和石油里含有氮和硫，所以燃烧除了水和二氧化碳，还有硫化物、氮氧化物、固体废渣等空气污染物，对环境十分不友好。

这也是为什么现在很多国家都在大力发展光伏和风力发电的原因，想用更清洁的能源替代传统能源。

论环保，可燃冰绝对算是第一！

因为化学组成成分只有碳、氢、氧，可燃冰燃烧后只产生二氧化碳和水，就连二氧化碳排放量才不到传统能源的一半儿！

可喜地是，目前可燃冰的世界储量还很大。

几乎是全球已知化石能源碳总量的2倍，可供人类使用 1000 年以上。

我国可燃冰储量更不容小觑！

总计2000亿吨，其中，南海北部约650亿吨，青藏高原和东北冻土区约1400亿吨。

看到这，大家或许就明白了为啥可燃冰这么珍贵。

因为它释放能量大，又环保，储量还大，算得上是能源界的“白月光”了。

在石油能源紧缺、环境污染严重、温室效应越来越严重的今天，可燃冰被认为是石油或天然气等化石能源的最有力地替代品。

如果能利用起来，不仅能缓解能源危机，也能降低对石油的依赖。

既然可燃冰这么好，那为什么没有大规模运用呢？

这还得从发现可燃冰说起。

那是上个世纪中叶，前苏联科学家首次在西伯利亚冻土层中发现了可燃冰。之后，美国学者又在深海中发现了可燃冰。

不过，从发现到开采可是隔了太久时间。

人类真正实现可燃冰开采是什么时候呢？

是在这个世纪的2013年，也就是距离首次发现过去整整半个世纪之久。

为什么发现可燃冰这么久却没有人去开采呢？

因为科学技术的限制。

就拿海底开采来说，可不像海上捞鱼那么简单。有个船，再有张网就可以。

深海养殖的鱼儿可以被诱捕，但可燃冰却不会自己浮出海面。

更别说还是从海底1200多米深的地方往外开采运输，单是进入到深海海底取出可燃冰就需要很多设备。

首先，需要找到可燃冰都藏在哪儿，就需要深海探测设备。

其次，开采设备得有地方放吧，这就需要搭建海上平台，那可比在陆地上建造难多了。

这个平台得是半潜式的，面积还要足够大，容得下开采核心装备，更要足够稳定，能够抵御海面风浪。

再就是需要钻井、井筒和开采设备，向地层或海底钻至可燃冰储层。

这是一个庞大而复杂的技术系统，可不是简简单单说说而已，哪一个环节做不到位，可燃冰都无法开采成功。

所以，直到2013年日本在爱知县东部海域可燃冰首次试采成功，但效果却不太理想。

只能说那只是人类第一次与可燃冰真正打交道，算是第一次尝试，结果并不理想。

仅持续 6 天，就因出砂、产气不稳、成本高而被迫终止。

目前，日本、美国、加拿大、韩国、印度等都在布局可燃冰开采，中国技术则遥遥领先。

有了设备支持，到底该如何开采可燃冰呢？

前面说了，可燃冰在外界环境改变的时候就可以释放出来。

聪明的科研人员就利用了这一点来开采可燃冰。

目前常用的可燃冰开采方法有三种，分别是降压法、注热法以及二氧化碳置换法。

日本主要采用降压法和注热法，就是通过降低海底压力、往地层中注入热水或高温蒸汽让可燃冰自动分解。

日本可燃冰可满足约 100 年的天然气需求,目前仍在试验开采阶段，商业化目标从原来的2025年推迟到2030年后。

目前，美国在阿拉斯加北坡开采，主要把二氧化碳注入可燃冰层与水结合，甲烷就会被“解救”出来,曾连续产气30 小时。

看到这你能明白咱国家为啥这么努力要进行可燃冰开采了吧？

作为未来能源之王，可以说，谁最先掌控可燃冰开采技术，谁就有了未来能源的主动权。

值得骄傲地是，我国可燃冰开采处于世界领先水平。

我国在南海试采时主要使用降压法，这是目前技术相对最稳定的方法。

2017年，我国在南海海域实现可燃冰试采连续稳定产气187 小时，成为全球首个海域稳定产气国家。

如今，我国记录是已经实现连续产气 60 天、日均产量超 5 万立方米、甲烷纯度 99.7%，新型催化体系的反应温度只需70℃，成本也降低40%！

最主要地是，我国已经实现了从钻探船到测井仪，从取芯器到分析设备的全部国产化。

可燃冰开采的商业化又迈进了一步，厉害了，我的国！

但目前，距离可燃冰大规模开采和商业化可能还有很长一段路要走。

目前开采1立方米可燃冰成本高达2000美元，这也是制约商业开发的很重要因素。

毕竟，国家开采可以是公益的，但商人讲究的都是利益。

如果大家赚不到钱，可能就没有人愿意去主动开采了。

可燃冰开采的最核心难点还在于，如何在不破坏地层结构、不泄漏甲烷的前提下，高效分离甲烷。

因为一旦大规模开采，很有可能引发海底滑坡、海平面上升甚至甲烷泄露等环境问题，可能会改变海洋生态，影响海洋生物安全。

如果是以破坏自然为代价开采，可就是得不偿失了。

所以，可燃冰的开发利用，任重而道远，还需要无数科研人员的辛苦付出。

目前，我国已完成全国可燃冰资源普查，在南海发现2个超千亿立方米矿藏。

从2025 年开始，我国还专门设立600 亿元专项基金开发可燃冰，计划2027 年实现商业化开采试点。

或许，不久的未来，可燃冰的大规模开采，让中国摆脱对进口石油的依赖，也并非不可能。

不知道大家觉得值不值得呢？

本文作者 | 柠檬夏

责任编辑 | 淡淡翠

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