油价怎么又涨了！  ———这是今天的痛苦；

　　哪里还有油可加？ ———这是明天的困境……

　　电影《微光之城》描述的能源殆尽的景象还记得吗：汽车不再奔驰、地铁全面瘫痪、没有灯没有未来，城市陷入死寂———

　　这一天离我们有多远？

　　有专家估计，按照目前的消耗速度，再有50至60年，全世界的石油资源将消耗殆尽在浩渺的海洋，埋藏着沉睡了千年的宝贝———可燃冰。这种洁净的新能源燃起人类新的希望。但理想变成现实还有一段很远的距离———因为开采绝非易事。

　　中国科学院广州能源研究所天然气水合物中心首席科学家李小森教授和他的团队努力让这份理想照进现实。

　　在他的眼中，可燃冰是亟待破笼而出的“小鸟”———他希望打破套着可燃冰的外壳，释放其中包裹的希望———天然气。

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　　下一个能源标杆

　　能源之于城市，如同食物之于人类———开发新能源迫在眉睫。

　　今年1月初，一份由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》让大家备感兴奋：科考人员在我国南海北部神狐海域140平方公里的钻探目标区内，圈定出11个可燃冰矿体，含矿区总面积约22平方公里，矿层平均有效厚度约20米，储量约为194亿立方米。1立方米可燃冰可释放164立方米的甲烷。这意味着此次发现可燃冰的预测储量相当于3.2万亿立方米天然气！

　　要知道，如果这些可燃冰能够成功开采，按照目前中国每年天然气的消费量1000亿立方米计算，这些预测的储量可供中国使用32年。

　　经探测，仅南海一地的可燃冰储量就相当于中国现有已探明的石油、天然气资源的一半左右，南海因此被称为“第二个波斯湾”。

　　而让人们兴奋的是，可燃冰不仅仅出现在海底，在冻土中也能存在。我国青藏高原祁连山冻土带发现可燃冰，作为世界第三的冻土大国，科学家初略估算，我国远景可燃冰资源量至少有350亿吨油当量。

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　　缘分从233年前开始

　　人类与可燃冰的缘分要追溯到遥远的1778年。

　　英国化学家普得斯特里在这一年开始着手研究气体生成水合物的温度和压强。1810年，他的老乡大卫继续这项研究，合成了与可燃冰具有相同DNA的气水化合物。

　　“可燃冰”，这个很酷的名字，真正开始出现是在1934年。

　　人们为了输送天然气，开始铺设巨型天然气管道。不知何故，管道经常发生堵塞，将管道剖开后发现，在油气管道和加工设备中有大片白色冰状物质。人们惊讶地发现，这些固体堵塞油气管道和加工设备，并且可以点燃，带来安全隐患。

　　1965年，前苏联科学家预言，天然气的水合物可能存在于海洋底部的地表层中，后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的可燃冰。

　　有意思的是，人类或许不是最先认识这个在海底沉睡了千年的宝贝的物种。1997年，美国科学家在北墨西哥湾观察海底一个可燃冰露出的大土丘时，惊奇地发现了一个稠密的属于新种的蠕虫群落———冰虫。科学家们认为，冰虫的存在提示了一种以前不为人知的生态系的存在。不过，在更大的利益和更急迫的能源危机面前，人们的着力点首先放在可燃冰的商业开采上。

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　　笼里关着一只神奇的“鸟”

　　“可燃冰”，这个看似矛盾的名字却很好地诠释了它的特点———白色的外形看上去像冰，点火即可燃烧；很像餐桌上使用的白色固体酒精，但价值不可同日而语！

　　1997年，正在清华大学攻读博士学位的李小森教授被学科中一个研究分支“可燃冰的开采”吸引住了。“我相信很多人也会有这份好奇，为什么冰可以燃烧？”李小森教授说。

　　可燃冰是水和天然气在高压和低温条件下混合产生的一种固态物质，是在一定条件下由水和天然气组成的笼形结晶化合物———从微观上看其分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子，而每个笼子里“关”着一个气体分子。

　　因而许多从事可燃冰研究的科学家们都想做的一件事就是：打破这个笼子，释放待在里面的“小鸟”———气体分子。

　　这种气体分子的主要成分是甲烷，如果让这气体分子顺着天然气管道听话地飞上来的话，最终就可被人类所利用，因此这只“小鸟”实在值得人们费尽心力地去追求。

　　首先，这只“小鸟”相当地干净，非常低碳环保———它的分子结构中只有一个碳，燃烧后，仅会生成少量的二氧化碳和水。

　　其次，这只“小鸟”本领很高强。它释放的热量相当之高，在常温常压条件下，1立方米的可燃冰可以释放出164立方米的天然气。按照这个比例计算，全球可燃冰所含的有机碳总量相当于地球已知煤、石油和天然气总量的两倍啊。

　　再者，这只“小鸟”是人类能够保持现代文明生活的使者。据国际科学界预测，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，半个世纪后，全世界的石油资源将消耗殆尽，而“小鸟”是继石化能源之后潜力巨大的替代能源之一，海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%，相当于4000万平方公里，仅海底的可燃冰储量就够人类使用1000年！

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　　捕捉“小鸟”实属不易

　　可燃冰里蕴藏的能量让人类如此心动，可要捉到这群“小鸟”并非易事。

　　关键技术是如何破笼？也就是如何有效地分解水分子与天然气。

　　目前破笼技术主要有三种：

　　注热法。即朝可燃冰的矿层注入蒸气、热水、热盐水等，或利用火驱法，提升矿层地温以分解可燃冰。还有一种方式是直接采用井下电磁加热方法。

　　降压法。即，如开采可燃冰层下面存在的游离气，以便降低矿层压力，促使可燃冰分解。

　　此外还有置换法。即用二氧化碳置换甲烷。

　　但这三种技术还不成熟，科学家们尚未找到认可的最佳方案。另外，如何做到投入最少、产出最大，依旧是人们正在探寻的问题。

　　听起来，前两种方法的原理似乎并不复杂，无非就是打破可燃冰的稳定状态，提高温度、降低压力，但实际运用却没那么简单。

　　因为可燃冰存在的各种介质是不同的，有的藏在岩石缝中，有的在沙质中，升多少温、降多少压是不同的。另外如何在这些不同介质中布置井网来高效收集也是一大问题。

　　“二氧化碳置换甲烷法”是国际上研究可燃冰的一个热点，也是李小森教授研究的重点之一。

　　一个萝卜一个坑———在多孔介质中分解可燃冰会产生空缺，有可能造成地陷，置换法就有可能填补释放甲烷造成的空缺，产生一举两得的功效。这种方法就像是取出一个乒乓球然后再放进去另一个乒乓球，前一个乒乓球是甲烷，后一个乒乓球就是二氧化碳，也就是用二氧化碳将可燃冰中的甲烷分子“挤走”，从而将甲烷置换出来。

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　　放飞“小鸟”，不能放出魔鬼

　　释放“小鸟”之举堪称是科学家们在使用一把双刃剑。

　　首先是温室效应问题，有学者认为，在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10至20倍。如果开采中甲烷气体大量散失，将会造成严重的温室效应，直接威胁人类的生存环境；甲烷气体如果排入大海，会发生氧化作用，进而消耗大量氧气，对海洋动物和微生物来说，绝对不会是福音。

　　其次是有可能造成海啸或者海底滑坡等地质灾害。由于至今尚没有非常成熟的勘探和开发的技术方法，一旦出了井喷事故，就会造成海水气化，还有可能发生海啸。如果分解海底“可燃冰”，将会改变海底千年形成的地质结构，地层发生固结性变差，如同从搭建好的积木底端抽出几根木头，稍有闪失，后果不堪设想。

　　澳大利亚莫纳什大学的研究人员戴维·梅和约瑟夫·莫纳汉在《美国物理杂志》撰文说，由于可燃冰在受到干扰时就会分解，海底的甲烷气体以气泡形式浮上水面，如果单个气泡半径大于或等于船体大小，那么它有可能把船掀翻；随着气泡逐渐升至水面，其顶部的水会产生堆积，并将船只暂时抬升。堆积的水随后会流向气泡侧面，形成深深的凹槽，船会随着水流而陷入凹槽。在气泡最终破裂时还会有高速水流进入凹槽，使凹槽中产生旋涡，从而导致陷入的船只继续下沉。

　　再次，来自美国地质调查所的调查表明，可燃冰能导致大陆斜坡上发生滑坡，这对各种海底设施是一种极大的威胁，比如铺设在海底的电缆。

　　李小森教授博士说：“只有合理地、科学地开发和利用，可燃冰才会真正为人类造福，而现在，显然还不是大规模进行商业开采的成熟期。但这个开采过程，大家评价不一，因此水合物开采与相关环境研究是密不可分的。”

　　接链

　　可燃冰在什么条件下存在

　　只要满足了一定的低温或高压条件，可燃冰就能存在。

　　因此，可燃冰在实验室中就可以合成，这有利于科学家们研究可燃冰的开采。

　　据了解，可燃冰在陆海分布的比例大概是1∶100。在陆地，永久冻土层具备形成条件和使之保持稳定的固态，而海洋深层300至1000米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。一是气候寒冷致使矿层温度下降，加上地层的高压力，使原来分散在地壳中的碳氢化合物和地壳中的水形成气-水结合的矿层。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遗尸不断沉积到海底，很快分解成有机气体甲烷等，这样，它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔，和水形成化合物。

　　根据这两个条件，人们在高压、低温的世界海洋大陆边缘和高纬度冻土里寻找“小鸟”的身影。有时候，它呈脉状，隐藏在岩石缝中；有时候它呈块状，像一块天际边坠落的小陨石；有时候它与其他物质结合在一起，不分你我；有时候，它像星星之火，弥散分布在岩石上。

据羊城晚报