石油枯竭后的天然替代品：可燃冰的潜力

2024-03-13 理论教育版权反馈

【摘要】：3．石油的天然替代品由于可燃冰的主要成分是天然气，其燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物，二氧化碳排放量较之石油减少四成。但是，现有的条件下开发可燃冰并不存在难以逾越的技术障碍，这是可燃冰作为石油替代能源的关键问题所在。无独有偶的是，石油所扮演的各种角色中，天然气几乎同样可以胜任。

3．石油的天然替代品

由于可燃冰的主要成分是天然气，其燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物，二氧化碳排放量较之石油减少四成。因此，可燃冰的清洁性自不待言。需要强调的是，可燃冰在全球极为丰富的蕴藏量，其可以满足全球社会对清洁能源长期而稳定的需求，这是可燃冰得以替代石油，成为下一代主导能源的关键。

尽管可燃冰开采上的难度不小，目前还没有形成一套成熟和有效的开采方案。但是，现有的条件下开发可燃冰并不存在难以逾越的技术障碍，这是可燃冰作为石油替代能源的关键问题所在。我们正视可燃冰资源开发中所面临的种种困难，但却无须过分地放大这种困难。一些石油领域的权威专家总强调可燃冰开发过程中的困难，而对可燃冰开采过程中有利的一面却视而不见，甚至有意屏蔽之，这不由得不令人怀疑他们所抱有的动机。我们不妨回过头来看看石油的开采历程，这有助于我们认识到问题的本质。我们现在所面临的问题就像在石油利用之初人们面对几千米下的油层一筹奠展一样，如果早期的工程人员一开始就失去了冲出困境的勇气，对面临的难题想当然地认为束手无策的话，石油或许仍静静地躺在幽深的地层中，等待着我们去发现和开采。现在看来，这些当初石油开采过程中所面临的难题都称不上为难题了，甚至有些问题都是小儿科。大多数横亘在石油开采人员面前的问题已经得到了完美地解决。而唯一没有解决的问题就是，如何使地层中像石油一样可供开采的能源越来越多。这个问题看起来不由人类单方面说了算，而是取决于人类的智慧以及与大自然和谐相处的程度。不过目标已经有了，问题的答案之一就是可燃冰。我们面临的问题是在地层中如何安全、有效地寻找和开采替代石油的能源，而不是单单依赖于石油。假设一百多年前人们率先开采的不是石油，而是可燃冰，那么想必目前又是另一番境况了。当然，这种假设在一些持有历史必然论的人看来是站不住脚的。不过，我们只是希望借此说明替代能源选择时所面对的历史偶发性。就可燃冰的开采而言，我们目前面临的有利局面较之以前石油开采时要多得多。理论上来说，人们可以利用与开采石油和常规天然气几乎大同小异的钻探技术进行可燃冰中甲烷气的开采，也可以再开采常规气田的时候“捎带”着开采可燃冰资源，唯一不同的地方在于环境控制方面的考虑。这无疑省却了一系列纷繁复杂的理论开创与技术储备工作。随着可燃冰试验开采方案的进一步完善与优化，可燃冰的商业化开采着起来只是时间问题。人们已经有足够聪明的办法开采深达数千米海底的石油，那么也就一定有能力开采储藏深度相对更浅的可燃冰。这一点我们无须怀疑。美国计划在2015年前后实现商业开采，日本也紧迫其后，预计在2016年达成同样的目标，甚至很有可能大幅提前。与之相关的试验开采工作已经在美国、日本、加拿大等国紧张而有序地进行，在很大程度上已与石油开采活动无异，可看作是准商业化的开采。我们可以说，商业化开采的成功将是可燃冰进入社会生活领域的重要标志，目前正处在黎明的前夕。

从能源替代的角度上来看，可燃冰替代石油是人类社会的顺势之举，其不仅满足了全球社会对清洁能源的需要，而且实现了能源品位上的提升。我们对石油和天然气的能源品位简单加以说明。由于严格意义上说它们均为混合物，并无单一的热值概念，故以它们各自的平均热值来大致衡量其能量密度。一般的工程计算中，石油的平均热值取1万大卡／千克；天然气的平均热值取8500大卡／立方米。由此而言，1千克的石油所蕴含的能量相当于1.17立方米的天然气，表面看起来天然气的能源品位并不比石油高。但事实上这样对比本身就是不恰当的，石油和天然气是两种不同状态的物体，比较二者的能量密度至少要划归在可比条件下才比较合理。如果以单位质量作为基准，则常温条件下l千克天然气所蕴含的能量接近约1.2万大卡，显然高于石油。如果再以相同的形态为基准，比如将液体的天然气( LNG)与石油进行对比，那么单位质量的液化天然气所含有的能量较之石油要高许多倍。(www.chuimin.cn)

更为关键的是，可燃冰中所蕴含的天然气能担当起全球社会赋予石油的多面手角色，满足社会对石油的多用途需求。天然气接续石油可以实现整个替代过程的柔性对接，从而减少了对现有的工业体系造成较大冲击的可能性。众所周知，石油是3000多种化工品的原料，这正是石油的独特之处。无独有偶的是，石油所扮演的各种角色中，天然气几乎同样可以胜任。除了为数不多的个别领域，天然气基本上可以全面替代石油，天然气不仅能成为2600多种化工品的原料，而且更便于实现物理输送与化学变性。在天然气无法胜任的个别场合，石油化工产品的替代则可交予可再生的生物资源来完成。这样就实现了对石油作为化工原料品的闭环替代，全球社会的石油替代和过渡过程也因而将更加平稳和有序。

可燃冰也可以担负起时代赋予的多种内涵，而且这一点看起来更甚于石油。毋容置疑，环境保护已经成为全球社会关注的焦点，尤其是温室气体排放导致的全球气候变暖问题，更是人类社会正着力解决的重中之重。二氧化碳气体的过度排放目前被认为是全球气候变暖的罪魁祸旨。事实上，甲烷气体的排放同样不容忽视。甲烷的温室效应极其强烈，较二氧化碳大20倍之多。也就是说，1份甲烷气体造成气候变暖的效果相当于20份以上的二氧化碳气体。组成天然气的气体成分中95%以上是甲烷气，如果可燃冰中蕴藏的巨量天然气逸散于大气环境中，将会释放出庞大的甲烷气体，这会对全球气候变暖的趋势带来极其显著的加剧效应。对全球社会而言，这无疑意味着巨大的环境灾难。因此，开发可燃冰的意义不仅体现在能源行业，更体现在环保领域。如果说能源驱动着人类的进步与发展，那么环境则承载着社会的前途和未来。从更高的层面上看，可燃冰将发展与未来这两项关乎全人类的基本命题天然地联系了起来，这远非其他任何载体所能比拟。

无论从哪种角度上衡量，可燃冰都称得上是石油的天然替代品。

石油枯竭后的天然替代品：可燃冰的潜力

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