凌瑞科普：可燃冰真的是清洁能源吗
可燃冰是天然气水合物，也被人称作是固体甲烷，是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质。可燃冰低碳环保又储量丰富，一跃成为现代社会解决能源匮乏的有效途径，引发多国对其青睐有加，投入巨资展开研究。早在1778年，英国化学家普得斯特开始研究形成可燃冰的温度和压强。直到现在，可燃冰依然是一个概念股，并未真正走向商业化。所以每当说起清洁能源的时候，人们对于可燃冰的争议还是很大的，那么可燃冰到底是不是清洁能源？
1、神奇的可燃冰
可燃冰之所以被称作冰是因为它是甲烷为主的有机分子被水分子包裹而成，既含水又呈固体，看起来像冰，但很容易被点燃，可以说是冰与火相容的典范了。自然界中可燃冰的颜色以白色为主。如果可燃冰除了甲烷以外还含有较多的乙烷、丙烷等大分子量的气体，那么可燃冰的颜色就可能像墨西哥湾海底的棕黄色可燃冰。可燃冰不仅颜色不同，而且形状各异。我国在珠江口盆地东部海域发现的可燃冰就有5种形态：厚层块状、薄层状、结核状、脉状以及分散状。而在我国祁连山冻土带，可燃冰的形态呈薄层状、分散状。
在全球范围内，可燃冰存在于大陆架边缘、陆上冻土带，或在1万5千年前，由于海平面上升淹没过去的离岸残留的冻土带。可燃冰也可以从沉积物之下开采，如世界上最大的淡水湖—贝加尔湖。 全球99%的可燃冰存在于海底的可燃冰稳定带之中。温度越低，水越深，水压力越大，可燃冰越利于生成。
2、可燃冰作为未来能源当之无愧
和石油天然气一样，可燃冰也是来源于古生物遗骸。这些古生物遗骸的沉积物通过细菌分解后产生甲烷，在低温和高压的环境下形成可燃冰。可燃冰的能量密度非常高，同等条件下燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍。
另外，可燃冰储量很大。据估算，世界上可燃冰中所含有机碳的总量是地球上已探明传统化石燃料中含碳总量的两倍，可够人类使用1000年。第二，可燃冰的能量密度很高。1立方米可燃冰可转化为160-180立方米的天然气和0.8立方米的水。因此，可燃冰是一种具有重大战略意义的未来能源，被称为21世纪的替代能源是当之无愧的。
最重要的是，可燃冰的污染很少。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油小很多。燃烧后仅会产生少量二氧化碳和水，是真正的绿色能源。
3、可燃冰不算清洁能源，采收率低，商业化尚早
很多人对于可燃冰存在一个误区，认为可燃冰燃烧后污染少就是清洁能源。其实不然，可燃冰不算是清洁能源，更有文章声称可燃冰是高效的清洁能源，这就更不合适了。传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确。清洁能源容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。要进军清洁能源行列，环保绿色是基础，这点可燃冰符合。但是另外两点也要同时具备，清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；另外清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性。光是后两点就是可燃冰现在无法达到的，也许未来可燃冰确实能称为清洁能源，现阶段可燃冰只能说是一种未来能源。
我国可燃冰资源储存量则相当于1000亿吨石油，其中南海海域是我国可燃冰的主要分布区，有近800亿吨储量。因此，可以毫不夸张地说，从可燃冰的开采到应用在人们的生活中，还有很多问题需要解决。
可燃冰开采难度之大也是业界公认。可燃冰靠低温高压封存，如果温度升高，水合物中的甲烷可能溢出；或者如果冰块消融，导致压力回升，一旦控制不当，可能造成海底滑坡等地质灾害。目前可燃冰开采的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。可燃冰气藏的最终确定必须通过钻探，其难度比常规海上油气钻探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于可燃冰遇减压会迅速分解，极易造成井喷。
可燃冰只有产出高于投入，才能进行开采，才能应用到人们生活中。目前，我们还需要在提高产气量、降低开采成本、大规模开采的环境保护等方面进一步开展工作。在未来，可燃冰会应用在人们生活的多个方面，如发电、化工工业、城市燃气、海水淡化等。
凌瑞科普：可燃冰真的是清洁能源吗
可燃冰是天然气水合物，也被人称作是固体甲烷，是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质。可燃冰低碳环保又储量丰富，一跃成为现代社会解决能源匮乏的有效途径，引发多国对其青睐有加，投入巨资展开研究。早在1778年，英国化学家普得斯特开始研究形成可燃冰的温度和压强。直到现在，可燃冰依然是一个概念股，并未真正走向商业化。所以每当说起清洁能源的时候，人们对于可燃冰的争议还是很大的，那么可燃冰到底是不是清洁能源？
1、神奇的可燃冰
可燃冰之所以被称作冰是因为它是甲烷为主的有机分子被水分子包裹而成，既含水又呈固体，看起来像冰，但很容易被点燃，可以说是冰与火相容的典范了。自然界中可燃冰的颜色以白色为主。如果可燃冰除了甲烷以外还含有较多的乙烷、丙烷等大分子量的气体，那么可燃冰的颜色就可能像墨西哥湾海底的棕黄色可燃冰。可燃冰不仅颜色不同，而且形状各异。我国在珠江口盆地东部海域发现的可燃冰就有5种形态：厚层块状、薄层状、结核状、脉状以及分散状。而在我国祁连山冻土带，可燃冰的形态呈薄层状、分散状。
在全球范围内，可燃冰存在于大陆架边缘、陆上冻土带，或在1万5千年前，由于海平面上升淹没过去的离岸残留的冻土带。可燃冰也可以从沉积物之下开采，如世界上最大的淡水湖—贝加尔湖。 全球99%的可燃冰存在于海底的可燃冰稳定带之中。温度越低，水越深，水压力越大，可燃冰越利于生成。
2、可燃冰作为未来能源当之无愧
和石油天然气一样，可燃冰也是来源于古生物遗骸。这些古生物遗骸的沉积物通过细菌分解后产生甲烷，在低温和高压的环境下形成可燃冰。可燃冰的能量密度非常高，同等条件下燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍。
另外，可燃冰储量很大。据估算，世界上可燃冰中所含有机碳的总量是地球上已探明传统化石燃料中含碳总量的两倍，可够人类使用1000年。第二，可燃冰的能量密度很高。1立方米可燃冰可转化为160-180立方米的天然气和0.8立方米的水。因此，可燃冰是一种具有重大战略意义的未来能源，被称为21世纪的替代能源是当之无愧的。
最重要的是，可燃冰的污染很少。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油小很多。燃烧后仅会产生少量二氧化碳和水，是真正的绿色能源。
3、可燃冰不算清洁能源，采收率低，商业化尚早
很多人对于可燃冰存在一个误区，认为可燃冰燃烧后污染少就是清洁能源。其实不然，可燃冰不算是清洁能源，更有文章声称可燃冰是高效的清洁能源，这就更不合适了。传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确。清洁能源容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。要进军清洁能源行列，环保绿色是基础，这点可燃冰符合。但是另外两点也要同时具备，清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；另外清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性。光是后两点就是可燃冰现在无法达到的，也许未来可燃冰确实能称为清洁能源，现阶段可燃冰只能说是一种未来能源。
我国可燃冰资源储存量则相当于1000亿吨石油，其中南海海域是我国可燃冰的主要分布区，有近800亿吨储量。因此，可以毫不夸张地说，从可燃冰的开采到应用在人们的生活中，还有很多问题需要解决。
可燃冰开采难度之大也是业界公认。可燃冰靠低温高压封存，如果温度升高，水合物中的甲烷可能溢出；或者如果冰块消融，导致压力回升，一旦控制不当，可能造成海底滑坡等地质灾害。目前可燃冰开采的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。可燃冰气藏的最终确定必须通过钻探，其难度比常规海上油气钻探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于可燃冰遇减压会迅速分解，极易造成井喷。
可燃冰只有产出高于投入，才能进行开采，才能应用到人们生活中。目前，我们还需要在提高产气量、降低开采成本、大规模开采的环境保护等方面进一步开展工作。在未来，可燃冰会应用在人们生活的多个方面，如发电、化工工业、城市燃气、海水淡化等。
一种“冰”竟然会燃烧？可燃冰清洁环保，为何没有大规模开采？
人类文明发展至今，生产力水平不断提升，工业革命之后更是解放了双手，而化石燃料是近代工业革命的主要能源。为防止化石燃料的枯竭，我们要找到可以替代的方案，在世界能源领域一直有一个新的概念，那就是可燃冰 。
可燃冰在全球的储量非常丰富，主要分布在北半球。它的储量比已探明的石油，天然气和煤炭的总储量还要多。三分陆地七分海 ，海洋中的可燃冰更多 。海底的可燃冰主要位于各大洋的边缘海域，其中太平洋中的可燃冰最为丰富，其次是大西洋。而陆地上的可燃冰主要分布于西伯利亚、阿拉斯加、加拿大和青藏高原这些地区。
若你是第一次听说可燃冰这个东西，那么你一定会心生疑问：冰怎么会燃？其实，可燃冰有一个正儿八经的名字叫天然气水合物 。它和石油、天然气、煤炭一样。也是一种化石原料、这时候有人就会有疑问：可燃冰和干冰是一样吗？在这里简单的说一下，可燃冰是一种天然气水合物，含有碳、氢、氧三种元素，不属于氧化物。它主要分布在深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下，形成的和冰一样的结晶物质。而且遇火就会燃烧，所以又被称作“可燃冰”，或者“固体瓦斯”和“气冰”。
那么可燃冰是怎么被发现的？开采期间又会遇到什么样的困难？可燃冰既清洁储量又大，为什么没有国家大规模开采呢 ？围绕这些问题我们来分析分析。
在1778 年的时候，英国化学家普得斯特便开始着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。1934年，人们在油气管道和加工设备中，发现了冰状固体堵塞现象，就是我们现在说的可燃冰。1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰藏。后来苏联科学家预言，天然气的水合物可能存在海洋底部的地表层中，并且人们就在北极的海底首次发现大量的可燃冰。从这时候开始，科学界正式揭开了对天然气水合物研究的序幕。
美国从1969年开始实施天然气水合物的矿物调查，日本在1998年开始天然气水合物的开采研究。至今为止，世界上至少有30多个国家和地区，正在进行可燃冰的研究和调查勘探。
可燃冰形成条件是要在至少为 600 ～800 m 深海床上，大量细菌吞食动植物等有机物残留遗体时，分泌释放出甲烷气。深海下水温较低、压力较高，导致释放出的甲烷气体被水分子包裹，并与沙土混杂物等混掺在一起，形成甲烷冰冻水合物。
所以，可燃冰的形成必须满足3 个基本条件:第一 温度不能太高，要在零度以上0℃~10℃为宜，最高温度也不能高于20℃，因为温度过高可燃冰就会分解。
第二，压力要足够大，但是也不能太大。当温度是0℃时，30个大气压以上就可以形成可燃冰，所以可燃冰一般分布在深海底和冻土区域，这样可以保持稳定的状态，满足了温度和压力的两个必要条件。
第三，地底要有气源。关于这个条件有两种不一样的观点：一种认为可燃冰来源于海底下的细菌，因为海洋底下一些动植物残骸在腐烂的时候会产生细菌，细菌排出甲烷气体从而促进了可燃冰的形成。还有一种认为，可燃冰是由还海洋板块运动形成的，当海洋板块下沉的时候，比较老的海底地壳就会下沉到地球的内部，海洋石油和天然气就随着板块的边缘涌到表面。当他们接触到冰冷的海水和深海压力的时候，天然求和海水就产生了化学反应，就形成水合物也就是可燃冰。
可燃冰的开采主要有这三种方案：第一就是热解法，利用可燃冰在加温时分解的特性，让可燃冰由固态分解出甲烷蒸汽。但是这个方案并不是很好操作，因为可燃冰并不集中，所以这个方法就面临着如何布设高效收集的问题。
第二，降压法，就是将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解，和热解法同样面临着如何布设管道并有效收集的问题。
第三，置换法，就是说让二氧化碳换掉甲烷。因为二氧化碳是一种易于形成水合物的气体，将它注入到1500米以下的海洋里，就会将甲烷水合物中的甲烷分子挤走，从而达到置换的目的。这个方式实现起来非常容易，但是面对这样的状况，很多的科学家觉得这是一场“陷阱”。因为可燃冰的开发利用难度极大，不仅要求技术高，而且还要有具体的方案和开采设施，一旦开采出现问题就是搬起石头砸自己的脚，最终倒霉的是人类自己。
为什么这样说呢？不是开采不出，也不是没有办法解决设备问题，而是因为不敢。主要有这3个方面的原因：一是可燃冰存在于低温高压的条件下，盲目开采很容易造成甲烷不断往空气中泄漏，很可能造成严重的生态灾难。二是开采可燃冰必然使其环境温度升高，气化后的可燃冰体积膨胀160倍，大规模开采可能会导致海底塌方和海啸 。三是可燃冰的不可控性，它不像油田那样不用了可以盖住，大规模开采极有可能让局势失控。开采造成的环境升温使海底的可燃冰大面积地不断地向外大量释放甲烷，一旦发生爆炸其威力不亚于核武器，必定造成大量物种灭绝，甚至对整个地球来说都将是毁灭性的灾难，这就是为什么不大规模开采可燃冰的原因。
毕竟大自然中很多事情都是人类不可控制的，过度的开采地球上的资源，对自然的伤害是不可磨灭的。
以上就是本期文章的所有内容了，更多自然人物科普知识欢迎点赞关注，我们下期再见。
