這種看似平平無奇的物質能解決我們的能源危機嗎？
新浪科技訊 北京時間11月26日消息，距國外媒體報道，人類已經成功從海床中提取出了一種鮮有人問津的燃料——甲烷水合物，又稱可燃冰。支持者認為，可燃冰可以有效解決能源危機。但它是否存在環境風險呢？
在海床下面，埋藏著眾多被困在冰“分子籠”中的甲烷。在有些地區，覆蓋著這些冰與甲烷的沉積物已經逐漸消失，露出了一堆堆略呈白色、形同臟冰的物質。
如果把這種物質撈出水面，它的外觀與手感都與普通的冰幾乎無異，只不過你的手心會感覺到它正在冒氣泡。但若用點燃的火柴靠近它，它并不會像冰塊一樣融化，而是會燃燒起來。如今有許多大型國際科研項目和公司都在爭相從海底捕撈這種奇異的、反直覺的物質，希望把可燃冰中所含的甲烷用作燃料。如果一切按計劃進行，人們也許再過10年左右，便可以開始提取可燃冰了。但到目前為止，這條路走得相當不順利。
毫無疑問，可燃冰可以成為重要的燃料來源。據近期研究估計，可燃冰中的碳元素約占其它化石能源——如石油、天然氣和煤炭——的三分之一。有幾個國家很希望提取出這種能源，日本尤其如此?？扇急⒉浑y找，往往會留下很明顯的痕跡。但問題在于，如何捕獲其中的甲烷、并將其帶到地表。
“有一點很清楚：我們永遠不可能親自潛入海底，像開采礦石一樣開采可燃冰。”帶領美國地質調查天然氣水合物項目的科學家卡洛琳•拉佩爾（Carolyn Ruppel）指出。
這一切都要歸咎于物理學。甲烷水合物對壓力和溫度非常敏感，不能簡單地撈起了事。它們通常形成于500米深的海底下方數百米處，那里的壓強遠高于地表，且溫度接近零度。一旦離開這種環境，可燃冰就會迅速分解，根本來不及采集其中的甲烷。不過，我們還有別的方法來采集它。
“恰恰相反，我們必須迫使甲烷從可燃冰中釋放出來，然后就可以對釋放出的氣體進行采集了。”拉佩爾解釋道。
可燃冰也許很脆弱，假如在鉆取過程中坍塌，可能會向海洋中釋放大量甲烷。有些人擔心這可能引發海嘯。這正是一項日本政府贊助的研究項目的計劃在海床的甲烷水合物礦藏中鉆了一個孔，并對其進行降壓處理，成功從中釋放出了甲烷氣體。此次測試持續了六天時間，直到后來砂子灌入鉆井，阻塞了氣體的釋放。但公眾對此的反應褒貶不一。有些人很高興人類看到了實現能源獨立的希望。有些人則對該技術持警惕態度，因為它會干擾板塊交界處附近的海床。
“總的來說，人們對任何涉及海床的操作都感到恐懼。因為大家都知道，海床很不穩定，容易發生地震。” 人們擔心，對甲烷水合物礦藏的任何一處進行降壓處理，都可能導致整個礦藏變得極不穩定。“人們擔心，一旦我們開始從甲烷水合物中提取甲烷氣體，就會形成連鎖分解反應，再也無法停止。”拉佩爾解釋道。
這方面存在兩層問題。首先，會有大量甲烷氣體突然釋放到海洋中，這可能導致大氣中的溫室氣體含量大幅度上升。其次，甲烷水合物在分解時除了釋放甲烷氣體，還會釋放出大量的水，這些水會滲入海床下方的沉積物中。在地形陡峭的環境中，這可能會造成滑坡。一些環境學家甚至擔心最后會形成海嘯。
不過拉佩爾指出，甲烷水合物的物理性質會自動制止這一連串反應。要想從礦藏中釋放出甲烷，首先要向該系統中施加能量。如果不努力降低壓強或提高溫度，甲烷水合物就會始終保持原有的穩定狀態。
“所以問題和人們擔心的恰恰相反。我們可以啟動釋放氣體的過程，但要讓這個過程持續下去，就要向系統中持續輸入能量才行。”拉佩爾表示。
雖然反應失控的可能性很小，但科學家仍在開展大量環境研究，測試甲烷水合物生產的安全性。除了埋藏在海床之下的甲烷水合物之外，還有另一種甲烷水合物吸引了研究人員的注意，在非常接近海床表面的位置，還存在一些埋藏得較淺的甲烷水合物?？茖W家也在對其進行研究。不過，這些可燃冰或許存在另一種截然不同的風險。
“這些可燃冰處于非?；钴S的生物環境中。”美國地質調查天然水合物項目高級科學家蒂姆•柯萊特（Tim Collett）指出，“許多生物群落都依賴著這些甲烷生存。”
這些環境中存在大量特殊生物，如細菌、管蟲、蟹類等等。在全球其它地區，這種以甲烷為基礎的生物群落往往被視作罕見的自然環境，受到嚴格保護。
在永久凍土層之下
可燃冰融化時，看上去仿佛在冒煙。不過，在采集甲烷水合物方面所做的主要努力根本不在海床上，而是在另外唯一一處能找到可燃冰的地方——永久凍土層深處。永久凍土層是指極地地區或高山上一層處于永久冰凍狀態的巖石或土壤。
今年十二月，美國地質調查項目與美國能源部希望開發一處長期生產試驗基地。雖然這種甲烷水合物的來源與眾不同，但采集方法其實與前文描述的非常接近。
“永久凍土層之下的壓強和溫度都與海槽頗為類似。”柯萊特指出，“就我們所知，雖然北極與海洋環境差別很大，但兩地儲存的甲烷水合物的物理特性其實非常相似。”
在阿拉斯加采用的甲烷生產技術或許也可以用在海洋環境中。但科學家仍面臨著很大的挑戰。無論是在地面上還是在海底，人類從未在任何地方開展過長期甲烷水合物的生產。
“我們目前仍主要停留在研究階段。”柯萊特表示。
作為一種經濟型能源，甲烷水合物的誘惑力不言自明。但歸根結底，它只是天然氣的另一種來源，燃燒它也會促進氣候變化的發生。“我們必須意識到，甲烷水合物只是另一種化石燃料。”柯萊特指出，“與化石燃料有關的一切社會問題和環境問題都可以套用到甲烷水合物上。”
拉佩爾指出，就算作為一種過渡期燃料，天然氣水合物也極為重要。“假如一個國家能利用該物質高效生產甲烷，就等于開啟了過渡期燃料的新領域。”該物質的重要性還要取決于我們采集甲烷水合物、以及進行商業生產的速度。
甲烷水合物是地球上儲量最豐富的碳來源，也許是人類以商業規模進行提取的最后一種化石燃料。各國對甲烷水合物的追求堪稱獨一無二：等研究人員實現了他們的目標，可再生能源或許已經大行其道，甲烷水合物也就沒有了用武之地。
