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专家谈中国发现"可燃冰"过程 十年磨一剑耗资5亿
华夏经纬网   2007-06-20 09:31:50   
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“可燃冰”化学结构

新闻会客厅现场

  李小萌(主持人):当全人类都面临着能源危机的时候,一种新的能源被发现,哪怕是一种可能性出现,人们都会觉得充满了期待和好奇,今天我们请到了国土资源部中国地质调查局的总工程师张洪涛先生,欢迎您。5月1号凌晨在中国南海北部发现可燃冰,您是在第一时间就知道这个消息的吗?

  张洪涛:是的,因为这项工程我们已经做了十年,我是工程的总指挥,所以在5月1号凌晨我接到了前线的报告非常兴奋,但是我听完报告以后就不兴奋了。

  李小萌:为什么?

  张洪涛:因为它的样品融化了,它没有用我们的保压取新装置,保温保压的,所以要求他们继续干,不算,因为我们在2004年已经取到了样品,也是化掉了,近年来有些国家也只是取到了融化以后的样品,我说不算数。一直到5月5号凌晨,在第四个井位的时候,终于拿到了固体的样品,而且立刻就封存到我们的液氮罐里面去。我这才敢跟我们的上级,跟我们的同行,包括国外同行通报,这算是真正地采到了样品.

  李小萌:那太好了,今天我们这个节目也有希望了,就是可以看看那个样品是什么样子。

  张洪涛:是的,这种天然气水合物样品各种各样,现在世界上拿到的都以块状为多,一共有三种类型。

  李小萌:您拿的是图板,没有实物?

  张洪涛:因为它要保存在高温、高压环境的一个罐里边,如果拿到这儿已经化掉了,也要变成汤了。

  李小萌:就不能拿出来给我们看。

  张洪涛:三种,这是国外打到的,这是我们中国这一次打到的,这就是可燃冰的冰穴、冰点,都清清楚楚,这是我们首次打到的原生状的海洋深处的样品。

  李小萌:在海水深层就能看到这种样态,这就是可燃冰,是这个概念吗?

  张洪涛:也不是,这次打到的样品深是1250米,也就相当于一公里深,还要钻探往下走了两百米,在底下取出来这么一个样品,所以这个样品来之不易。

  李小萌:这次拿上来多少呢?

  张洪涛:特别遗憾,第一次拿到了一共是45公分长、5.5公分,相当于擀面杖那么大,在第二个航次我们取到了大量的样品,所谓大量的也就是有几段那么长,大概三到四段那么长。因为太难了,印度在取样的时候,它打了19个钻,只有一个钻取到了样品,而且这个样品才几十公分长。我们打了四个钻,有三个钻取到了样品。

  李小萌:命中率这么高?

  张洪涛:我们对地球物理的资料反复处理,要求必保成功,所以我们用三种模型,用三个大型计算机反复计算以后确定了这四个井位。

  李小萌:说明这个点确定的时候是相当准确了。

  张洪涛:这个确定的水平是公认的,世界上国外的科学家都认为非常高。

  李小萌:您没有把样品给我们带来,只给我们看了图片,没关系,我们这儿有。我们看看,我们把它点着。这和可燃冰的燃烧有没有可比性?

  张洪涛:应该说燃烧是全世界都一样,都是燃烧,但是这个是固体酒精。

  李小萌:您怎么这么快就给我们把底漏了呢?

  张洪涛:可燃冰如果燃烧的话跟这个基本上一样,但是我觉得固体酒精燃烧以后的火苗,远远没有可燃冰的火苗那么漂亮、那么美丽,因为我们的可燃冰非常纯,它的纯度达到99.7%到99.9%,所以发出来的火苗是蓝颜色的,特别纯净的、特别漂亮的、特别美丽的。

  李小萌:这就是蓝颜色的火苗。

  张洪涛:我看不怎么蓝。

  李小萌:火苗越蓝说明它越纯对不对?

  张洪涛:是的,温度也越高,热量也越大。

  李小萌:像固体酒精燃烧也没有闻到什么刺鼻的气味,也看不到有烟,可燃冰的燃烧是不是也如此?

  张洪涛:固体酒精里面肯定也含有一些杂质,所以肯定有一种刺鼻的味道,我们这次提出来的一些天然气水合物它的气体,那么纯净,是无色、无味、热值最高的,所以这是非常好的,连外国科学家在场的都觉得惊讶,怎么那么高品质的可燃冰。我们也觉得特别自豪,因为它将来对二氧化碳排放来说,是一种非常有利的信息,可以大大减少二氧化碳的排放,还有甲烷的排放,它对绿色效应、温室效应可以起到一个非常好的优质的一种燃料。

  李小萌:它作为能源,比如说和煤、石油相比较它的优势都在哪儿。

  张洪涛:现在的燃料基本上是这样的,煤、石油、天然气这三大类合起来我们叫化学能源、化石能源,化石能源是什么意思?就是成千上万年以前,植物、动物死亡以后沉积在地下,慢慢脱水碳化以后就变成了这些东西。它的能量是很不一样的,我有一个图板,这是煤,煤的热能用焦耳算,它的单位叫焦耳,它一公斤能够释放2.9左右热量,汽油比它好,一公斤可以产生的热能大概是4.7左右,天然气还高一点,大概七到八,这是最高的,它的热效益最好,它发出的热最大。如果说可燃冰同体积的燃烧以后,它的热量是天然气的164倍,你想想这是怎么个数字,所以对于人类社会来讲,它利用太阳能也好,利用风力发电也好,远远不如这种大宗的,能够解决根本问题的能源,所以天然气水合物成为全世界各国科学家、政治家、老百姓都特别特别关注的一个重大的前沿课题。

  李小萌:如果作为能源,您刚才说的是一个热效能的指标,另外还有一个指标就是我们要找清洁的能源。

  张洪涛:对,如果纯净的可燃冰,它大部分都是可以燃烧的甲烷,甲烷就是天然气,还有一部分乙烷,乙烷也能够烧。我们在南海发现的,没想到那么纯净,人家一般都是70%、80%,我们三组样品,第一组是99.7%,也就是说0.3%,千分之三才是其它的,其它的大多数是乙烷,它也能烧。第二组样品,平均的是99.8%,最近好消息,12号,我刚把第二个航次接回来,他报告的数据99.9%,表明它的纯净度特别特别高,而且埋藏在我们祖国的海底,所以这个消息对我们来说,,打个兴奋剂一样,特别高兴。

  李小萌:这样我们就了解了可燃冰是一种非常有优势的能源,可燃冰本身究竟是一种什么样的物质,什么条件下,什么样的地理环境下它可以形成?

  张洪涛:两百年前开始实验合成,合成的时候是很纯净的,它就是用甲烷,加上水,在高压环境下,结果生成了这么一个怪东西。

  李小萌:您老用怪东西这个形容词。

  张洪涛:很怪,为什么叫怪?第一,它不叫粒子,不叫分子,它是分子的结合体。第二,它形状怪,它像灯笼一样。第三,它有时候不是甲烷,有时候是乙烷,有时候还有二氧化碳放在里面,我们叫可燃冰。它是冰吗?样子像冰,温度很低,大概零到十度左右,在海底高压情况下可以到十度也不化,但不能再高,高了就化掉了,样子像冰。同时它里面有很多的杂质,不管有多少杂质,只要这个可燃冰拿出来,一点火就能着,冰是不能着的,因为它不是燃料,所以它叫可燃冰。另外由于它这个特性,就决定了它必是埋藏在海底的四百米到三公里这么个深度,再深也不行,再浅也不行,再浅了以后就融化了。还有一个地方能生存,就是永久的冻土带。

  李小萌:青藏高原。

  张洪涛:是的,所以我们国家永久的冻土带有两处,一处在青藏高原,一处在大兴安岭,百分之七十几在青藏高原,我们中国地质调查局,青藏高原的项目今年是第三年,最初步的勘察找到了一些苗头,目前还不能说找到了,但是加拿大就在永久冻土带正式打钻,取到了实物样品,非常振奋人心的消息,它也是一个国际合作,有十来个国家一起,在我们全球有60%以上的海底符合这个环境,所以为什么人类很兴奋,既然那么多地方可以生成这种东西,我们就有希望能够找到大量的能够满足人类需要的天然气水合物。

  李小萌:目前有一个在世界范围的分布地图吧?

  张洪涛:有。

  李小萌:那个图我们也看一下。

  张洪涛:这张图是非常草的,这是分布图,圆圈的、圆点点的、红的,凡是圆的地方都是在水下发现的,不在陆地,方块的地方都是在陆地发现的。

  李小萌:几乎就是遍布这个大洋和陆地的衔接的地方?

  张洪涛:我刚才说它很怪,还怪它的地方很怪,它不在平平的海底,它必须在海底的斜坡,叫大陆坡,我们中国它就在这个位置,它是一种斜坡上突然陡起来的一个地方,水深大概是千把米到两三千米,我们国家是在一千米左右发现的,估计大概到两千米之间还是有大量的地方。

  李小萌:为什么它寻找起来这么困难,我们用了十年的时间投资五亿,才刚刚找到一些希望,为什么这么难?

  张洪涛:我觉得投资五亿不算多,因为日本投了两个五亿,是美元,印度投了一个三千万和五千万,都是美元,所以我们的人民币投下去,实际上我觉得从效率上来讲,还是可以的,关键我们还是加强了国际合作,因为这是全球共同的一个难题,即使中间失败了我们也继续做,比如说2004年我们就遭受了一次大失败。2004年,当时我们的样品就是取样了,别的什么证据都有了,一系列的证据,地球里、地球外,生物、地热、地质还有其它的证据都有了,就是没有取到实物样品,后来我们科学家再三论证,在南海肯定有,就要打钻,因为它水深,水深一千米左右,最浅是九百米,就是我们地球物理勘探到的,怎么办?我们就找了我们国内的一流的油气勘探公司,海上的,我们最好的石油钻探它的深度只能打到四百米,水深四百米够不着,我们又研究了一下,说能不能我们给点钱,研究研究,他说要进十个亿才能把我们的四百米的水平提升到七百米,还够不着,我说你到七百米的时候几年?五年,五年以后才能够达到七百米的水深水平。

  李小萌:还要投十个亿。

  张洪涛:十个亿左右,还不一定成功,在这种情况下,我们总共才投了五亿,你有试验要等,各国竞争又特别激烈,印度、韩国、日本都在做,我国台湾也在做,在这种情况下,我们跟德国的科学家一直在联系,德国有个海洋基地,它叫吉尔基地,吉尔基地是世界上顶尖的海洋科学研究中心,其中它有一位科学家名字叫休斯,休斯教授六十多岁,应该说他是全球天然气水合物现场采样的首席科学家,近年来他应该说是采样、研究的一个最顶尖的大家吧,他跟我们特别友好,他说我们给他寄去了一个标本,我们做了那么多生物标本,只有一个,拿到了一个双壳类的活的标本,当然取出来以后死了,寄给他,他给我们发来个E—mail,说你这个标本肯定跟水合物有关,底下有水合物,我就问他,有水合物的可能性多大,他说55%,我特别不高兴,因为中国人的习惯是不到60%算不及格的,我说才55%,他说你不要忘记,我以前取到所有的水合物的地区我给的分数是45%,今天给你55%,是我有史以来给你的分数最高的,你去试一试。但是我们没有采样器,也没有钻探设备,这个技术上我们中国还差很多,最后他就说了,这样吧,我们共同努力,他就向德国政府搞了一笔贷款,不叫贷款,叫援助款,这个援助款相当于有两千来万人民币,无偿地把他们在世界上最先进的太阳号船调给我们,到南海来作业。另外他说你也出点钱,我说行,我出点钱,出几百万,他上14个科学家,我们上14个科学家,后来我说,那么深的采样,必须是高压低温的采样装置你得弄来,他说他去借,花了一万五千美元,借来一个重力采样的机器,就是一个扎下去,扎出岩心,岩心最长的可以长到好几米,大概两三米长,我看什么证据都有了,休斯教授告诉我,肯定没问题,我们所有的论证都是五星,都觉得没问题,我就跟我们领导说了,这次取样,有把握吗,问题不大,不行,你给我讲准了,百分之几十的把握,我说55%,他说不行,55%怎么让你去干这个,领导说不行,我说这样吧,我说保证拿到,拿不到我辞职。真的吗?军令状我就立了,我是真的辞职。

  李小萌:你心里有底吗当时?

  张洪涛:我心想没问题,因为我研究了那么多,我想还没有。

  李小萌:可是德国专家说55%。

  张洪涛:是的,但是我判断下来,因为我们有三百多位科学家一起工作,我就这么上了船,我跟28个两国科学家一起奋战在南海,最后我刚才就说了,打到了一个疑似样品,就是说拿出来化掉了,但是当场测了里面的气体,多数就是甲烷,非常好。在这种情况下我们就下保压器了,必须把冰状的东西上来,第一次下去,起来,它扎下去以后里面有自动关闭,关闭以后抽真空以后,它就副压才能够保持里面的压力和温度,结果没想到里面都是泥沙,有缝隙,提到半截就漏光了,水漏光了,里面的东西捞起来全是融化以后剩下的杂质,没东西。第二次下去,捞起来全变成水,也漏气了。第三次咬咬牙,下去,下去以后,机器扎坏了,为什么呢?因为我们现在看来也是好事,底下,我们的水合物特别丰富,丰富以后量大,量大以后以一下子又跑不到地面,跑不到水面,它就跟海水反应了,跟海水反应以后就形成了碳酸盐,什么叫碳酸盐?碳酸盐就是大理石,成分一模一样,不过它是乱七八糟,不是纯净的。我们给它起了个名字叫碳酸盐介壳,这个介壳有多厚?有五十公分到两米厚。

  李小萌:而且硬度也相当了得。

  张洪涛:硬度比水泥硬,厚度两三米厚,那是不得了。

  李小萌:把机器扎到上面。

  张洪涛:机器扎到上面,激起扎裂了,报废了。所以外国人也挺可惜,他租给我们的,当然他要自己负责了。这个都是小问题,就是没取到样品。

  李小萌:辞职。

  张洪涛:辞职,没错,我回到北京就辞职了,我说我引咎辞职,我说怎么搞的,老天不帮忙,后来领导说了,戴罪立功,再给我干一轮,看看行不行。

  李小萌:这三年您就是戴罪立功。

  张洪涛:所以我的压力就是忍辱负重,非常难。

  李小萌:不知道您身上承担了这么大压力,以为这次就是一个捷报报出来,这么简单,其实每一个捷报背后都是有相当复杂的一个过程。

  张洪涛:十年磨一剑,这个十年不是那么好过的,从1997年开始我们就上了,连续两年的研究项目,就是追踪,国外怎么做的,水合物可能不可能存在,从理论上有没有希望,从实践上从哪个路子走,我说这样,连续两年到南海去干干看,南海,第一年拿出五百公里地震路线,直线走,只要能产生了BSR,就有希望,什么叫BSR?当地震波下去再反射上来,碰到泥土,淤泥反射上来的一种样子,碰到天然气水合物以后,因为水合物是一层,再往下走一点,再反射上来晚一点,相当于我们光学里面的双折作用。这个叫海底反射,四反射波,英文叫BSR,没想到第一年五百公里里面,立刻我们解释出150公里的天然气水合物的反射波的特征。

  李小萌:您的这种信心从一开始关注到天然气水合物这个领域,可燃冰这个领域,就始终没有恍惚过,没有动摇过?

  张洪涛:在2004年我们在德国太阳号上面取样的时候,我的心情是,现在看来是不太容易理解的,外国人也不容易理解,休斯教授,顶尖的,人家叫他天然气水合物之父,老先生跟我两个人我们睡不着觉,我们就起来商量,说这家伙,明天第一次保温取样,保温保压取新,我们说会不会成功,会不会失败,我说看你了,你不是说55%嘛,他说我也打鼓,这样吧,不睡了,起来,我们就在甲板上,取样器长三米左右,三米是浅颜色的镀层,我就在上面画了一匹马,马道成功,他写了一颗红心,旁边用德文写的上帝保佑,后来两个女科学家也睡不着起来,因为她们怕炸锅,但是她们又觉得应该成功,画了几个小天使,写了几句诗,这个诗是德文的,我也看不懂,他们告诉我是美好的愿望的意思,要取到天然气水合物。所以压力非常大。

  李小萌:但是现在我们像您说的2004年包括这一次的技术,包括工具还是依赖于其它国家的?

  张洪涛:是的,但是我们在十五期间,我们取样器有国家的863支持,已经研制成功,水平跟它一样大,因为它还有很多配套设备,所以不能用于这次勘探,但是它的概念的机器和有关的配套设备正在研制,核心设备已经研制完了,成功了,我们在湖泊里已经试验了,但那么深的水还没有试验,它取决于方方面面的条件,包括材料,包括配套的设备,特别是包括电缆相应的一种后勤的保证,所以这个工作现在正在做。

  李小萌:什么时候能够真正攻克这些,把它变成一个民用的可用的能源,这个时间表您心里有吗?

  张洪涛:国际上的时间表基本上定在2015年到2020年左右,我们国家如果向前赶,晚他们十五年到二十年,大概2050年左右,我想通过努力能跟他们拉平。

来源:央视《新闻会客厅》

转自中新网

 

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