可燃冰真的那么美好吗？

徐余颛，中科院凝聚态物理博士。

就在上周我国首次实现了对“可燃冰”的试采，一时间笔者的朋友圈充斥了各种“全球第一”、“能量密度极高”、“引发油气价格崩溃”等可燃冰的神勇表现。可是全球对可燃冰矿藏的研究已经开展了五十余年，其却始终不温不火，它真的有这些新闻所说的那么美好吗？就让我们从这些报道来一探究竟。

图一、可燃冰是什么

来源：“人民日报“微博

可燃冰，即天然气水合物（NaturalGas Hydrate），是水和天然气在低温（小于4摄氏度）高压条件下（>30个大气压）形成的结晶化合物，其外观像冰。其具体的结构如上图所示——水分子彼此结合形成一个封闭的笼子，将甲烷等分子包裹在其中。

既然是包裹，那么其结合作用就不是很紧密，而且不是甲烷也可以，什么硫化氢、二氧化碳等也可以形成这样的“冰”。只是这些“冰“中超过80%都包的是甲烷等天然气成分，所以其可以燃烧，故被称为可燃冰。但就可燃冰本身而言，其结构中由几十个水分子包围了一两个甲烷分子，那么甲烷含量怎么也达不到上图所说的80-99%，恐怕这张图里的表述是误解了其他资料上80%甲烷（80%以上可燃冰中包的是甲烷）意义的张冠李戴了。

根据图一的说法，可燃冰的热值高，能量大，一立方米的可燃冰等于166-180立方米的天然气，以至于央视的新闻里甚至提出了“如果一次加100升天然气能跑300公里的话，那么加入相同体积的可燃冰，这辆车就能跑5万公里。”图一的说法本身没有问题，因为它比的对象是天然气，那么结论确实是可燃冰热值高，能量大。

但是央视的说法却是偷梁换柱，因为说“一立方米的可燃冰等于166-180立方米的天然气”是因为一立方米的可燃冰中的天然气常压下放出来有166-180立方米，可是气体是能压缩的，加“100升天然气能跑300公里”的天然气汽车用的是约200个大气压的压缩天然气，也就是这跑300公里的100升天然气是常压下天然气压缩了200倍后结果，而央视的算法少除了这个200，所以也难怪得出了加100升可燃冰能跑5万公里这样一个匪夷所思的结论。除完这个200后不难发现100升可燃冰也就只能跑不到300公里，那么其究竟热值高不高，能量大不大，恐怕有车的您已经心知肚明了。

可燃冰的生成需要低温、高压和天然气源。前两点对于海底来说毫无压力，因而相比只有极地冻土才有的陆地可燃冰而言，海洋可燃冰被认为是储量最多的可燃冰。目前估测有25-30%的海洋有可燃冰资源，其能量储量保守估计也可达到全部化石燃料资源的两倍，因此可燃冰对于人类来说，确实是一种值得期待的潜在新能源。

可燃冰作为一种新能源，其真的如图一说的那样清洁无污染吗？这个问题要看我们怎么看，因为可燃冰的本质就是天然气，如果认为天然气清洁无污染，那么可燃冰就是清洁无污染。但如果严格来看，可燃冰中同样可能含硫含氮，而且其使用过程中必然会产生碳排放，那么比起风能、光伏这样的清洁能源，其恐怕也并不能说是清洁无污染。

而可燃冰的污染还并不仅仅在使用上，更为相关专家们担心的是对海洋可燃冰开采过程中产生的环境危害——可燃冰是在低温高压环境下形成的，其稳定性较差，很容易在外力或者升温的作用下放出其中包裹的气体。而开采可燃冰的过程一方面可能打破地层原有的应力平衡状态，另一方面还可能打破可燃冰本身的存在平衡，大量放气，从而引发海底滑坡、地震等事件，甚至还会导致海水汽化和海啸。

更可怕的是甲烷是一种比二氧化碳强二十多倍的温室气体，一旦开采可燃冰的过程引发甲烷大规模泄露，全球气温就可能急剧升高，而升高的气温势必引发连锁反应导致更多的可燃冰被破坏，释放更多的甲烷，从而产生恶性循环，以至于有一种观点认为二叠纪的生物灭绝就是可燃冰大规模“释放”造成的。正是考虑到这样的风险，即便已历经五十多年的研究，海洋可燃冰的开采仍停留在研究阶段，只有美日中实现了小规模试采。

由此可见当前的很多新闻对于可燃冰的宣传还是存在偏颇的——可燃冰热值不如煤炭，也远没有真正意义上的清洁无污染。而在海洋可燃冰的开发技术中，如何评估和补救可能的开采风险，如何在技术上封堵开采管道中的泥沙，如何减少开采过程中不断注热和降压造成的成本问题，这都是还未解决的关键问题。

形象点说现在的可燃冰技术发展也就是三十年前的油页岩技术那个阶段，所以国家的战略规划就把商业化的起点放在了2030年之后。因此如果现在就要说可燃冰马上就能上马商业化生产，然后制造出各种可燃冰概念和热点，再鼓吹什么“油气价格崩溃”论，那恐怕就不能不让人怀疑是别有用心了。

但即便短时间内无法应用，可燃冰作为地球上潜在储量最大的化石能源，对其开采技术的研究仍然是非常有意义的。我国作为全球第三个规模化试采海洋可燃冰的国家，这一行为本身就是一件值得骄傲的成就，而如果非要对此添油加醋，变成自吹自擂，那岂不是反而让我们的成就掉价了嘛。

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