本文為中國地質(zhì)調(diào)查局副局長、總工程師張洪濤博士接受香港電臺普通話臺E線金融網(wǎng)主持劉羽葳及堵軼文的訪問摘要，他談及可燃冰近年在中國的發(fā)展。

E：什么是可燃冰？

張：可燃冰的英文叫g(shù)as-hydrate，中文學(xué)名為天然氣水合物。它具有冰的形態(tài)， 主要由甲烷（CH4，一種可燃氣體）和水分子構(gòu)成燈籠狀物體，是一種天然氣混合物。我們2007年首次在中國南海取得可燃冰，名稱沿用至今。它必須在低溫（0至10度）和高壓（大于100大氣壓）的環(huán)境下才能保持穩(wěn)定，在常溫下較易揮發(fā)。

蘊藏在冰泠地方

所以，只有在一定條件下才能成為可控、可利用的資源。比如海底三百米至二千米就非常理想，全球約三分之二的海洋符合條件。還有南北極冰雪覆蓋下的海平面也可能藏有可燃冰。加拿大、俄羅斯及美國有過若干發(fā)現(xiàn)，目前尚未大規(guī)模開采。最后是陸地上的常年凍土帶，如中國青藏高原地下二百米至二千米處，高原海拔三千四百米以上常年積雪不化，非常適合保存可燃冰。

E：為什么叫可燃冰？

張：說來有趣，大概在1996年時我們對這種物質(zhì)怎么翻譯成中文非常惱火。我主持了一個專家會，在會上大家一致認為應(yīng)該叫做天然氣水合物，原因是非常忠于英文。我不同意，認為應(yīng)該叫可燃冰。首先，它形態(tài)是冰，其次成分是由甲烷和水分子形成的一個燈籠一樣的結(jié)構(gòu)，叫可燃冰是比較貼切的。

但是，所有科學(xué)家都否定了我的意見，認為直譯更符合學(xué)術(shù)名稱。但是我想老百姓不認識，領(lǐng)導(dǎo)不認識，去哪里籌資金來開展研究？但是，最后還是沒有采用可燃冰。由于這個原因，很多業(yè)內(nèi)的學(xué)者都不理解是什么東西，導(dǎo)致我們的項目晚了七年上馬。這其實就說明翻譯直接影響公眾的理解，領(lǐng)導(dǎo)的支持。

我們2007年首次在中國南海發(fā)現(xiàn)可燃冰，我就在新聞稿上寫「中國首次發(fā)現(xiàn)天然氣水合物（可燃冰）」，告訴大家天然氣水合物就是可燃冰，結(jié)果媒體的朋友看到之后如獲至寶，這個名稱也就沿用至今。

E：哪些地方發(fā)現(xiàn)了可燃冰？

張：目前全球有一百一十六處發(fā)現(xiàn)可燃冰，海下九十八處，陸地十八處。其中二十五處已拿到樣品，而來自動土帶鉆探得到的樣品只有三個，即加拿大、美國、中國（俄羅斯意外發(fā)現(xiàn)）。2008年11月11日，中國在青藏高原東北面，與祁連山脈相連處取得可燃冰。但是，當時存儲可燃冰的液氮瓶只能通過汽車運輸，至少需要半個月，只能就地燃燒。

英國科學(xué)家首發(fā)現(xiàn)

E：可燃冰是誰最先發(fā)現(xiàn)的？

張：1810年，有一個叫戴維的英國科學(xué)家首次合成了帶氯氣的水合物，并且提出了天然氣水合物的概念。科學(xué)家在實驗室做了大量水合物的研究，但是并不知道自然界就有天然氣水合物。直到1934年，一名叫阿姆史密斯的美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在一些很冷的地方天然氣管道堵住了，把堵塞物敲出來發(fā)現(xiàn)內(nèi)里有很多冰，這些就是天然氣和水氣結(jié)成的天然氣水合物，是作為有害物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的。之后一些包括前蘇聯(lián)、荷蘭、德國的學(xué)者都在作相關(guān)的熱力學(xué)方面的研究，主要是為了要解決管道堵塞問題，都沒有當作能源來研究。

直至1965年，在前蘇聯(lián)的西伯利亞的麥索亞哈油氣田，他們發(fā)現(xiàn)天然氣開采完之后里的冰也隨之融化，然后就發(fā)現(xiàn)其實就是水合物，于是順便也開采了一些，這就開始把水合物當作燃料了。

從七十年代開始，國際上對天然氣水合物的研究形成了熱潮，學(xué)術(shù)文章也開始有了，但是還只局限在學(xué)者之間。在九十年代中期，美國、日本及德國都已經(jīng)設(shè)立了國家計劃，專門將天然氣水合物當作燃料來研究。

海上開采成本高昂

E：國家是什么時候開始研究可燃冰的？

張：1995、1996年的時候，由于我是學(xué)者，被調(diào)到地礦部。我的工作是搞技術(shù)管理，同時也籌備現(xiàn)在的地質(zhì)調(diào)查局，主管機關(guān)的業(yè)務(wù)。為了讓大家對這個新事物有興趣了解，就要開始作情報調(diào)研。在調(diào)研過程中我是相當失望的，當時網(wǎng)絡(luò)不像現(xiàn)在那么發(fā)達，我們通過和國際上的合作搞了有限的文字資料，連圖片都沒有，根本不知道到底是怎么回事。所以我們的起步不晚，但是進展甚慢。

直到1999年中國地質(zhì)調(diào)查局成立，我們成立了一個國家計劃，叫新一輪國土資源大調(diào)查。這個計劃里有個專項，是專門針對水合物的研究和調(diào)查。我?guī)ьI(lǐng)這個小組用了一年時間作準備。但海洋工作成本很高，我們的海洋調(diào)查船什么都不干就停在港口，一天的花費是12萬元人民幣，船一開動就是36萬元人民幣一天。那么高的花費一定需要國家專項資金來維持。

于是，我們就從國家的專項資金里面拿出一部分再設(shè)一個小專項作前期研究。干了二年，我們搞了五百公里海底地震，發(fā)現(xiàn)有一百五十公里有BSR（Bottom Simulating Reflector，海底仿擬反射）異常；然后花了1000萬元這其中圈出了可能有可燃冰的五個區(qū)域，這樣我們才爭取了國家在2002年設(shè)立了專項資金。

當時，國家對這個項目投資了10億元，其中8億元用來勘探，2億元拿來造世界上最先進的水合物專用調(diào)查船，會于今年在廣州正式下水。全世界來講，頂級的調(diào)查船不多，2004年我們曾經(jīng)借德國的調(diào)查船來確定中國海底有可燃冰。

在內(nèi)地首次發(fā)現(xiàn)的地方，我和德國的科學(xué)家一起命名。因為那里距離香港的陸地最近，所以我們就給那個發(fā)現(xiàn)的礦區(qū)命名為「九龍甲烷礁」。2007年我代表國土資源部宣布，在中國的南海取得了天然氣水合物實物，當時我們是第四個國家通過鉆探在海底取到樣品。

E：凍土帶都存在大量可燃冰，加拿大是不是也有大量可燃冰？

張：沒錯。加拿大就是在北極圈里的Mallik搞了個合作項目，包括美國、德國、印度都有參與。一是勘探，二是試驗性開發(fā)，鉆頭打下去的時候就同時注入八十度的泥漿，不能是水，因為鉆探需要靠泥漿，深度是一千二百米，在水合物層中間分離出天然氣。因為高溫，可燃冰就直接氣化了，然后逐漸減壓出來。這個開出來的天然氣非常純，但是因為是初步，所以數(shù)量不，距離真正實用階段還是比較遠。

E：為什么還無法大量生產(chǎn)？

張：第一，開采需要大規(guī)模，目前還沒法大規(guī)模開采。第二，可燃冰的體積比率很大，一立方厘米的可燃冰變成氣體會占到一百六十四個立方厘米，也就是擴大了一百六十四倍。這產(chǎn)生非常大的壓力，如一立方公里的可燃冰的氣化過程，差不多也就是半個原子彈的威力了。

另外，水合物里還含有二氧化碳，如果同時分離出來就會污染大氣，會產(chǎn)生溫室效應(yīng)。目前各國研究就是要控制開采的過程。而且凍土地區(qū)的環(huán)境非常脆弱，中國的青藏高原是一塊凈土，如果無序開采可能會對全球都是災(zāi)難。所以在開采之前如果解決不了保護環(huán)境的問題，那開采依然要被一票否決。

E：青藏高原的可燃冰可供中國用多久？

張：有種說法是九十年，不過這指的是資源量，不是儲藏量。儲藏量是通過工程計算得來的?，F(xiàn)在我們得到的是推測的數(shù)量，是一種科學(xué)估計，不能作實，剛才說的九十年是保守的數(shù)字。從全球的估算，目前在全球發(fā)現(xiàn)的水合物的資源量，是所有化石能源（煤炭、石油及天然氣等等）加起來的二倍。再算上更高的燃燒效率，這個能源的前景相當大。

開采分三階段

E：開采可燃冰的前景如何？

張：開采要分三個階段。首先就是凍土帶有沒有可燃冰，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了，有。第二階段，有多少？不知道，現(xiàn)在只是估算。我們科學(xué)家其實估算出來夠用三百六十年，但這是理想條件。我說不行，要減掉一半。而要交給媒體就又減掉一半，少說一點，低調(diào)一點，我相信這是最起碼的數(shù)字。接下來會用十到最多十五年的時間勘探。當然前提是國家有足夠投入和環(huán)境評估要過關(guān)，亦要解決環(huán)境的問題。

接著，第三步怎么開采也是問題，目前國際上都在研究。一個就是熱激發(fā)，主要靠注入熱流體，比如熱泥漿加溫讓它氣化。另外，還有井下電磁加熱，就像用微波爐熱水一樣，因為水合物含水，效果非常明顯。但是這些都是屬于局部加熱，達不到整體加熱的效果。

第二個方法，因為形成天然氣水合物需要高壓，我們可以進行減壓分解。比如用低密度的泥漿就起到了降壓的作用，或者把其他的雜質(zhì)抽上來。這個減壓的方法很經(jīng)濟，但是危險性太大。雖然效率高，但是會壓力瞬間產(chǎn)生，之前提到的加拿大的項目最后也沒有敢嘗試用減壓的方法采氣。

第三個方法就是用一些化學(xué)物質(zhì)，像鹽水、甲醇、乙醇往里灌。這在實驗室已經(jīng)成功了，但是這個辦法的缺陷也非常明顯?；瘜W(xué)試劑的費用非常貴，而且反應(yīng)的時間也很久，特別是這些化學(xué)物質(zhì)對地下層地下水的污染都還沒有評估。這三種方法都是各有利弊，全球都在為這個頭疼；目前估計在2020年能夠開始進行商業(yè)性開發(fā)。

E：溫室效應(yīng)會不會減少可燃冰的儲量？

張：根據(jù)目前的資料，氣候變暖對海水上升、南北極冰川融化肯定有影響，但是對凍土帶影響很小。原因是這是物質(zhì)在凍土帶以下二千三百米的位置，幾乎不會受到地面溫度變化的影響。

張洪濤簡歷

張洪濤博士1977年起在中國地質(zhì)科學(xué)院礦床所工作，1993年任中國地質(zhì)學(xué)會副秘書長，1994年任地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)調(diào)查局副局長，現(xiàn)為中國地質(zhì)調(diào)查局副局長、總工程師。