大气中的二氧化碳能否通过“可燃冰”封存？

迄今为止，在世界各地的海洋及地层中，已探明的可燃冰储量已相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量的两倍以上。科学家估计，海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。仅仅在海底区域，可燃冰的分布面积就达4000万平方公

科学家发现，二氧化碳可以像甲烷那样，与水分子紧密结合在一起，形成一种固态的“非可燃冰”，也可称为二氧化碳水合物，化学分子式为CO2·6H2O。当然，这种“冰”是不能够燃烧的。因为当它分解时，产生的是二氧化碳气体而非甲烷气体。

因为“可燃冰”中存在两种温室气体甲烷和二氧化碳。甲烷是绝大多数“可燃冰”中的主要成分，同时也是一种反应快速、影响明显的温室气体。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气体，甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大

长期以来，地球大气层犹如一个巨大的废气收集袋，无条件地收纳了大量由煤炭、石油和天然气等化石燃料燃烧产生的二氧化碳气体。大气中的二氧化碳含量从工业前的280立方厘米每立方米，上升到了现在的390立方厘米每立方米。由于二氧化碳是重要的温室气体，它在大气中含量的升高会加剧大气的温室效应，进而导致全球变暖。据政府间气候变化专门委员会的预测，如果照此增长速度，到2100年大气中的二氧化碳含量将比工业前增加近一倍，达到惊人的550立方厘米每立方米，而全球气温也将因此升高1.4～5.8℃，并将导致海平面上升、全球气候异常等一系列严重的环境问题，甚至可能直接威胁到人类的生存。

相信许多喜欢看新闻的朋友都听说过可燃冰 可燃冰是天然气水合物的另一种叫法，可燃冰到底是什么呢？

毋庸置疑，人类面临的最迫在眉睫的任务之一，就是要想方设法减少大气中二氧化碳的含量！将工业排放的二氧化碳废气安全地封存在地球的某个角落，是达到这一目标的一种行之有效的方法。那么，将这些烦人的二氧化碳气体“关押”在哪里才比较合适呢？多年来，科学家绞尽脑汁，为这些二氧化碳气体寻找到了多个栖身之地。

主要的危害是会引发强烈的温室效应，其造成的温室效应比二氧化碳要强烈得多。在大气层中释放一吨甲烷对温室效应的加剧等于释放七十二吨的二氧化碳。

起初，科学家发现，直接将二氧化碳气体注入废弃的煤田或油田中，将它们永久关押在地层深处，是一个不错的选择！

（1）煤；B、C（2）CH 4 (3)78(4) 4NaOH 2Na 2 CO 3 （2分） 分析：（1）根据化石燃料的概念分析即可；A、化石燃料燃烧时生成二氧化碳；B、大力植树造林，增大植被面积，通过光合作用吸收更多的二氧化碳，减缓大气中二氧化碳含量的增加；C、将

不过与陆地相比，海洋也许是更好的选择，特别是深海的容量极大，可以把二氧化碳直接送入深海加以封存，也可以据此想办法提高海洋的肥力，让海水吸收更多的二氧化碳。这些主意都有人在试验，但都存在争议。

B 表层：由于与大气相接，会受到风的影响，二氧化碳基本上饱和；再深一点的水层大约20公尺左右会因为光合作用二氧化碳大量消耗；过了此层，随着深度加深，光合作用减少，二氧化碳含量升高；至200公尺左右，已经过了光合作用补偿深度，呼吸作用大

后来，在海底发现“可燃冰”，让科学家的眼前为之一亮，看到了解决大气二氧化碳问题的另一线曙光。科学家发现，二氧化碳可以像甲烷那样，与水分子紧密结合在一起，形成一种固态的“非可燃冰”，也可称为二氧化碳水合物，化学分子式为CO2·6H2O。当然，这种“冰”是不能够燃烧的。因为当它分解时，产生的是二氧化碳气体而非甲烷气体。

（1）天然气和可燃冰在短时间之内不可再生，所以属于不可再生能源；（2）温室效应又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称，是指太阳照射到地球，地球表面受热后，也会产生热辐射，向外传递热量，大气中的二氧化碳气体阻挡这种辐射，地表的温度会

这种由二氧化碳和水分子形成的“冰”，可以稳定地存在于海底高压和低温环境中，因此可以帮助我们在海底封存大气中的二氧化碳。如果将二氧化碳注入数千米以下的海底地层中，周围的高压和低温将使得它们无法再以气体形式存在，而是与水分子形成固体的二氧化碳水合物，这就可以将它们封存在海底。现在，科学家已经在黑海等地试验，把开采“可燃冰”的甲烷和封存二氧化碳结合起来，一举两得。我们祝愿他们早日成功！

开采是柄“双刃剑” 尽管如此，这样丰富的能源现在还只是可望而不可及。 天然“可燃冰”埋藏于海底的岩石中，和石油、天然气相比，它不易开采和运输，世界上至今还没有完美的开采方案。中国科学院院士、中国地球物理学会理事汪集**在一份资料上认为

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要从“可燃冰”中分离出甲烷，为什么可以在一定温度下

因为“可燃冰”中存在两种温室气体甲烷和二氧化碳。甲烷是绝大多数“可燃冰”中的主要成分，同时也是一种反应来快速、影响明显的温室气体。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气体，甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得多.

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有学者认为，在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。而“可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体进入大气，无疑会增加温室效应，进而百使地球升温更快。

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很多科学家认为，天然气水合物中的甲烷最终将对全球气候产生稳定的影响。在冰期开始时，地球变冷，冰盖扩大而引起海平面下降，海平面的下降又引起对海底压力的下降，这度样就引起了天然气水合物的离散和甲烷释放，增加大气的温室效应，从而阻止了全球继续变冷。这样，天然气水合物可能是稳定全球温度的一个重要因子。

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由此看来，可燃冰对环境的影响十分巨大。

可燃冰开采中可不可能引起分解 如果在海底分解会有什么危害

就目前的开采技术而言，基本上无论是哪种方法，都是促使可燃冰中天然气与水的分离，要促使其分离，必然要改变其温度及压力环境，这样就可能会产生一系列不可预知的环境问题，如温室效应的加剧、海洋生态的变化及引起地质灾害的可能。

可燃冰的成分主要是甲烷，甲烷是一种强温室气体，对大气辐射平衡的影响仅次于CO2。目前探明全球可燃冰储量的甲烷是大气圈中甲烷的5000倍，在开采的过程中，即使如此巨大的甲烷总量哪怕是0.5%进入大气层，对全球变暖的影响也是难以估量的，如果开采中稍有不慎，则必然会加剧温室效应。在海洋中开采可燃冰带来的环境问题更多，一方面甲烷如果直接进入海水中，则会很快发生微生物的氧化反应，从而会改变海水的化学属性，如果大量e79fa5e98193e59b9ee7ad9431333365643638进入，其氧化过程中会消耗海水中大量的氧气，使得海洋缺氧，这样势必会加速海洋生物的死亡；另一方面大量直接进入海洋的甲烷还可能会加速海洋气化及海啸，导致海水加速流动及气压卷吸，会严重危害海面船只及作业平台的安全，甚至强对流的海水会直入空中，影响航空及陆地建筑的安全。

在开采可燃冰的过程中，会分解大量的水，这些水会稀释岩层空间，使得地层结构稳定性变差，容易引发地质灾害。在海洋环境中，无论是减压分解还是激热分解，都会导致海底陆坡区的稳定性下降，严重则会发生海底坍塌，如毁坏海底输电或通信电缆和海洋石油钻井平台等设施。

就目前的开采方法来看，无论是哪种方法都不能单独实施，必须是几种方法的结合，如果使用二氧化碳置换法、化学试剂减压法与其他方法的结合实施，则势必会产生新的问题，这些化学试剂及二氧化碳注入到地下后，会严重污染地下水源。

可燃冰已经发现，为什么不进行开发？

主要是可燃冰的开采涉及复杂的技术问题，所以目前仍在发展阶段，估计需要10至30年的时间才能投入商业开采。开采比较困难，更严重的是，开采过程中很可能导致大量甲烷(可燃冰有效成分)泄露到大气中，加剧温室效应(不仅二氧化碳，甲烷等许多气体也是温室气体)。

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汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“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急于解决的问题。

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(实现起来很容易)，注入1500米以下的洋面(不一定非要到海底)，就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉e799bee5baa6e79fa5e9819331333431366238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”，从而将其置换出来。

可燃冰的开采涉及复杂的技术问题，所以目前仍在发展阶段，其实，中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划，其中日本建成7口探井，期望在2010年投入商业开采，美国近年也急起直追，希望在*年在海床或永久冻土带进行商业开采。

可见，“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望，同样也有新的困难，只有合理的、科学的开发和利用，“可燃冰”才会真正的为人类造福。

为什么空气中的二氧化碳增多会造成温室效应？

二氧化碳对太阳光有明显的吸收作用，减少了太阳光反射出去的能量，从而导知致大气吸收热量增加，从而引发温室效应。还有甲烷等气体的温室作用要比二氧化碳大的多，但是大气中含量少，影响小，但是随气温升高，海底可燃冰分解，仍可能导致甲烷释放增加，温室效应加重。

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可燃冰现在利用了吗？

目前，国际上对可燃冰的开采仍处于研究试验阶段，尚无可行的开采方法(指工业性开采)。

开采是柄“双刃剑”

尽管如此，这样丰富的能源现在还只是可望而不可及。

天然“可燃冰”埋藏于海底的岩石中，和石油、天然气相比，它不易开采和运输，世界上至今还没有完美的开采方案。中国科学院院士、中国地球物理学会理事汪集**在一份资料上认为，首先是开采这种水合物会给生态造成一系列严重问题。

有学者认为，在导致e5a48de588b6e79fa5e9819331333236376539全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10～20倍。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。而“可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体进入大气，无疑人增加温室效应，进而使地球升温更快；同时，由于至今尚没有非常成熟的勘探和开发的技术方法，一旦出了井喷事故，就会造成海水汽化，发生海啸船翻。此外，“可燃冰”也可能是引起地质灾害的主要因素之一。由于“可燃冰”经常作为沉积物的胶结物存在，它对沉积物的强度起着关键作用。“可燃冰”的形成和分解能够影响沉积物的强度，进而诱发海底滑坡等地质灾害的发生。美国地质调查所的调查表明，“可燃冰”能导致*斜坡上发生滑坡，这对各种海底设施是一种极大的威胁。

目前，世界许多国家正在积极研究“可燃冰”资源开发利用技术。迄今，“可燃冰”的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。开采的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。针对这些问题，日本提出了“分子控制”开采方案。“可燃冰”气藏的最终确定必须通过钻探，其难度比常规海上油气钻探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于“可燃冰”遇减压会迅速分解，极易造成井喷。日益增多的成果表明，由自然或人为因至少所引起的温压变化，均可使水合物分解，造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。

研究天然气水合物的钻采方法已迫在眉捷，尽快开展室内外“可燃冰”分解、合成方法和钻采方法的研究工作刻不容缓。