学习方法报社全新课标理念优质课程资源新能源——可燃冰山东张洪欣科学家发现,地球上有一种可燃气体和水结合在一起的固体化合物,形似冰雪,可以像固体酒精一样直接被点燃,这种固体被形象地称为“可燃冰”,其学名叫“天然气水合物”,因为其主要成分是甲烷,因此也常称为“甲烷水合物”。(图为我国南海发现的可燃冰的照片)它是公认的人类21世纪可接替利用的新型洁净能源。科学家估计,海底“可燃冰”分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。1996年夏天,科学家们从海底取出了“可燃冰”样品。一位科学家从这种冰块上取下一小块,用火柴点燃:冰雪般的东西开始燃烧,发出魔幻般淡红色的火焰,直至冰块变成了一滩水。后来的实验证明,1立方米这种可燃冰燃烧,相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热量。据粗略估算,在地壳浅部,可燃冰储层中所含的有机碳总量,大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍。“可燃冰”由海洋板块活动而成。当海洋板块下沉时,较古老的海底地壳会下沉到地球内部,海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面,当接触到冰冷的海水和在深海压力下,天然气与海水产生化学作用,就形成水合物。“可燃冰”的形成有三个基本条件:首先温度不能太高,在零度以上可以生成,0-10℃为宜,最高限是20℃左右,温度再高就分解了。第二,压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成。第三,地底要有气源。因为,在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态,而海洋深层300-500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。因此,其分布的陆海比例为1∶100。开采方案主要有三种。第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸气。但此方法的困难之处在于不好收集。海底的可燃冰不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是迫切需要解决的问题。方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。方案三是“置换法”。研究证实,将CO2液化,注入1500米以下的洋面,就会生成二氧化碳水合物,它的密度比海水大,于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将...