冰火交融演绎生态文明

河北省鸡泽县食品药品监督管理局 苏更林

冰火交融演绎生态文明

河北省鸡泽县食品药品监督管理局 苏更林

可燃冰是世界公认的清洁能源，因此引起了许多国家的高度重视。据新华社1月19日消息，经过10余年的技术攻关，我国科学家终于攻克了可燃冰冷钻热采关键技术，这标志着中国可燃冰开采技术已经达到了国际先进水平，填补了国内该领域空白，荣获了2016年国家技术发明奖二等奖。

可以燃烧的“冰”

我们通常所说的“冰”，指的是固态的水。因此，直觉告诉我们，“冰”是不能燃烧的。那么，可以燃烧的“冰”又是一种什么物质呢？

原来，可以燃烧的“冰”叫做可燃冰，它是天然气水合物的俗称。可燃冰是甲烷类天然气被包进水分子中，在海底低温与压力条件下形成的一种透明结晶状物质。由于这种物质大多呈白色或浅灰色，看起来与冰雪十分相似，并且能像蜡烛或酒精块一样燃烧，因此人们把它称为可燃冰。

可燃冰是在特殊条件下形成的，因此具有非常独特的分子结构。从微观角度来讲，可燃冰的分子结构就像是一个规整的“笼子”，这个“笼子”是由若干水分子组成的，并在“笼子”里面“关”着一个甲烷气体分子。

非凡的清洁品质

在可燃冰的世界里，冰火交融是一道独特的风景。让我们一同走进可燃冰的世界，去认识它的燃烧品质。

可燃冰是在低温、高压条件下，由天然气与水分子结合而成的天然气水合物，因此可形成单种或多种天然气水合物。不过，由于形成天然气水合物的主要气体为甲烷，所以通常将甲烷分子含量超过99%的天然气水合物称为甲烷水合物。

可燃冰的结构特征决定了它的优秀品质。例如，可燃冰是一种能量密度很高的能源。1立方米的可燃冰在常温常压下最多可分解出170多立方米的甲烷气体，因此在开采时只需把固体的可燃冰升温减压即可释放出大量的甲烷气体。由于可燃冰内含有大量甲烷或其他碳氢气体，因此非常容易燃烧。在同样的条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤炭、石油、天然气都要多许多。

此外，在崇尚生态文明建设的今天，我们更关心可燃冰的燃烧品质，即是否会产生环境污染。可燃冰在燃烧后几乎不产生任何残渣或废弃物，因此其污染要比煤炭、石油、天然气等小得多。也正是因为如此，可燃冰一向被誉为21世纪的绿色能源。

科学开采造福人类

尽管可燃冰储量极其丰富，但因其深藏于海底的岩石之中，开采利用具有很高的难度。难怪有人说：“谁掌握了可燃冰的开采技术，谁就可以执21世纪世界能源之牛耳。”

我们都说可燃冰是一种清洁能源，但同时它又是一种非常危险的能源。因为在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用要比二氧化碳大10倍～20倍。这提醒人们，如果由于不当开发导致甲烷气体泄漏，则可能会因此增加地球的温室效应。同时，还有可能造成海洋生态的变化以及海底滑塌事件等。这些无疑都加大了可燃冰的开采难度。

我国从1999年开始对可燃冰开展实质性的调查和研究。2004年，我国科学家开始对可燃冰钻采进行攻关，现已成功研发了国内外首创的具有自主知识产权的水合物冷钻热采关键技术。该技术打破了国外水合物钻探取样技术的垄断，填补了我国陆域天然气水合物钻采技术的空白。