5万公里是一个许多人都能看出来的错误，但这个错误助长了另外一个方向的舆论：认为中国这次试采完全没有意义，甚至是自欺欺人。

撰文/袁岚峰（中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员，科技与战略风云学会会长）

日前，中国率先实现“在海域可燃冰试开采中连续稳定产气”。这一进展也成为近期最火的新闻。然而，在对这个新闻的解读中，出现了一些错误，而且这些错误广泛流传。那么如何评价我国试采可燃冰成功呢?

“100升可燃冰能让汽车跑5万公里”只是一个笑话

在关于可燃冰的报道中，最大的“乌龙”是：“可燃冰的最大特点就是能量密度高。它占用体积小，却蕴含大量能量。举个例子，一辆使用天然气为燃料的汽车，一次加100升天然气能跑300公里的话，那么加入相同体积的可燃冰，这辆车就能跑5万公里。”

5万公里是什么概念?这意味着每百公里只需要0.2升的可燃冰，而汽油车的百公里油耗一般在10升的量级，也就是说，可燃冰的单位体积能量密度大约是汽油的50倍?但知道可燃冰是什么的人，立刻就会发现，这太离谱了。

▲央视报道称“100 升可燃冰可支持汽车 行驶5 万公里”，这 一说法被专家质疑

可燃冰的化学结构是甲烷水合物，即甲烷分子被一个一个地包在水分子组成的笼子之中。

在一定条件下，笼子的组成是固定的，因此甲烷水合物是一种定比化合物，而不是溶液或者固溶体。

用初中化学的语言说，这是一种纯净物，而不是甲烷和水的混合物，其中硫酸铜和水的比例必然是1:5。与之对照，硫酸铜水溶液却是混合物，因为其中硫酸铜和水的比例可以在一定范围内取任何值。

当然，在海底，甲烷水合物这种纯净物又跟泥沙混合在一起，这也加大了开采的难度。

所以新华社的报道会强调：“中国此次试采可燃冰成功，也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。”

更具体地说，依温度、压强等条件不同，包裹甲烷分子的水分子笼分为几种，称为I型、II型、III型等等。甲烷和水的分子数之比，在I型水合物中为8:46，II型为24:136，H型为6:34，总之都接近1:6。

甲烷分子CH4的分子量是16，水分子H2O的分子量是18，两者接近，所以甲烷水合物中甲烷所占的质量比大致就是1∶7。因此，1公斤甲烷水合物包含的能量相当于1/7公斤甲烷。再拿甲烷跟汽油比，两者都是碳氢化合物，因此单位质量的能量密度应该差不多。汽油的密度在0.70 – 0.78 g/cm3之间，比冰的密度0.9 g/cm3稍微低一点，而可燃冰的密度跟冰也差不多。

因此，论单位体积的能量密度，可燃冰大约是汽油的1/7 ×0.9/0.74 = 0.17倍，或者说是1/6。如果100升汽油能让汽车跑1000公里，那么100升可燃冰就可以让汽车跑170公里，四舍五入可以说200公里。这比5万公里少了两个数量级!

这种做法的错误在哪里？错误在于，气体的体积是与温度、压强有关的。理想气体的状态方程是：PV = nRT，压强乘以体积等于物质的量(即“摩尔数”)乘以气体常数〔R = 8.314 J/(mol·K)〕再乘以温度。同样的温度下，气体的压强增大一倍，体积就缩小一半。说1立方米可燃冰可以放出160立方米天然气时，指的可能是常温常压。

而在说100升天然气可以让汽车跑300公里时，指的肯定是高压气瓶中的天然气。同样一单位体积，包含的质量不知差到哪里去了。

在不说清楚温度和压强的情况下，只说气体的体积，就是一笔糊涂账。这也是我在前面只用质量而不用体积来计算的原因。

总而言之，可燃冰不是高爆炸药，更不是核燃料，它的能量密度并不是很高，无论以质量计还是以体积计，都只是汽油的几分之一。

可燃冰的优点，在于巨大的储量，达到石油加天然气的两倍，而不在于能量密度。

“领跑全球”是自欺欺人？为黑而黑不可取

5万公里是一个许多人都能看出来的错误，但这个错误助长了另外一个方向的舆论：认为中国这次试采完全没有意义，甚至是自欺欺人。

例如这样的说法：“一位专家的点评：看了关于我国可燃冰试采成功的报道，感到有必要在圈里普及一下有关可燃冰开采的基本常识。因为此次媒体报道中有些是误导性的信息。比如媒体报道的标题‘历史性突破!中国首次海域可燃冰试采成功，领跑全球’就带有很多的误导信息。如果说试采成功，仅仅表明该海域有可燃冰，并证实是可燃冰，还可以理解，否则就真的是忽悠社会，甚至误导高层了。明白了这一点，再看报道题目中的‘领跑全球’就有点自欺欺人了。”

这个观点令许多人感到困惑，但大多数人难以在技术层面判断它的正误，只得将信将疑地把它转来转去。

中国科学院地学部院士李曙光对以上观点表示质疑。他认为，“众所周知可燃冰是固态的，必须可控地局部将其分解为水和甲烷，才能以流体形式采出。难点在可控，不引发连锁反应形成甲烷不可控泄漏的生态灾难。”

常规采油气的对象都是流体，能解决这一技术问题吗?从照片看，喷出的水和燃烧的甲烷，说明成功使可燃冰分解并采出，同时没有造成不可控的大面积甲烷泄漏。

“如果发生泄漏，现在天上有日本、美国、中国三颗碳卫星，逃不过它们的监测。这种可控的开采技术在研究初始阶段能多控制一天也是了不起的进步，如同可控热核反应延长几秒都是重大进展。”李曙光强调。

李曙光说，国外不搞是怕技术不成熟引发灾难，言外之意是我们不顾引发全球生态灾难，一意孤行进行开采。那么日本试采了6天怎么说?

“当然，这次试采7天距商业性开采还有很长的路要走，长时间开采还有很多技术问题要解决，万里长征还只走了第一步，但这并不能否定该技术进步的意义和地位。”李曙光强调。

自动化专家、军工科普作家“晨枫”对李曙光的观点表示赞同，“关于可燃冰，我的理解是局部降压造成气化，便于开采。那个专家在胡扯，把整个海底加热，那是全球暖化的力道。大范围降压也可以造成大规模释放，但那是把海水抽干的节奏了。工具论(都是现有开采技术，所以谈不上突破)更是胡扯，工具是途径，不是目的，领先与否要看结果。”“晨枫”说。

南非大学化工系研究员刘歆颖说，“可燃冰开采赌的是化石能源究竟还有多少年的好日子，或者说目前正在逐渐兴起的新能源技术需要多久能够真正威胁化石能源的市场地位。所以我觉得中国依靠国力去赌一赌，是值得的。西方大公司不去赌，和其有没有这个资本去赌也有关系，归结到我国不顾潜在生态危害去开发技术过分了。技术进步是需要肯定的。”

其实，李曙光院士的解释已经相当清晰了，如果读者还没有完全看懂，我再解释一下。

可燃冰的储量绝大部分在海底，只有极少部分在陆地上，而且又是固体，所以开采非常不易，这是利用它所面临的最大瓶颈。

可想而知，从地下开采气体、液体是相对容易的，开采固体却十分困难。你用什么方法把固体传送上来?会不会堵塞管道?如何防止传输过程中天然气泄漏?都是令人头疼的问题。

这次中国之所以取得突破，就是因为把开采固体变成了开采气体，在原位通过降压把水合物中的甲烷释放出来了，直接采甲烷，同时整个过程都保持可控，没有引发海底甲烷泄漏。

前引文中的那位专家认为中国是采用最没有技术含量的手段(升温)把甲烷取出来的，完全不顾泄漏的危险，然后认为这种做法别的国家也会，只是人家对环境负责没这么做。问题在于，中国这次试采的技术含量没有这位专家理解的这么低。

经十余年技术攻关，吉林大学科研团队研发出陆域天然气水合物冷钻热采关键技术，填补了国内该领域空白，总体达到国际先进水平。

与国际上通用的“被动式保压保温取样”钻探原理不同，新技术首次提出“主动式降温冷冻取样”原理，发明了钻井泥浆强化制冷方法、水合物孔底快速冷冻取样方法和高温脉冲热激发开采技术，主要技术指标超过国外同类技术。由于天然气水合物资源主要分布于海域，下一步该团队将针对海域天然气水合物钻采技术开展研究，为我国天然气水合物早日实现商业化开采做贡献。

说到这儿您应该就知道了，中国是以高技术手段做到的试采，这位专家却当作了莽夫的盲干。

▲“蓝鲸1 号”超 深水双钻塔半潜式 钻井平台

可燃冰开采真正的意义，在于给人类“续命”

对于中国这次试采的意义，我在接受新华社记者采访时说：“从科学到技术创新要经历知其然、知其所以然、造其然、利其然的4个阶段。中国这次突破的意义，就是让利用可燃冰达到了‘造其然’的阶段。”

这里的“四阶段论”，来自我的朋友“资水东流”方承志博士的《技术大停滞》。以上是一个就事论事的评价。但是此事的意义不止于此，还可以有更多更宏观的观察。

首先，这件事可以和2016年中国发射“墨子号”量子科学实验卫星放在一起看。量子卫星的发射标志着量子通信进入产业化，这是中国自近代以来第一次开创一个新的产业。中国在通信、高铁等领域做到世界第一，固然很了不起，但这些领域毕竟是别的国家开创的，我们是后来者。

只有量子通信是中国率先开创的产业。现在又可以加上可燃冰开采了，这成为中国自近代以来开创的第二个产业。

其次，国家之间的比较仍然不足以表示可燃冰开采的重要性。可燃冰开采真正的意义在于给人类“续命”。说得具体一点，是为人类移民宇宙争取更多的时间。

从长远来看，地球的资源总是有限的。人类必须移民到其他星球去才能有广阔的前途，否则困在地球上的结局，就会像一些太平洋上的孤岛一样，陷入资源耗尽、文明退化的绝境。在宇宙尺度上，地球只不过是一个大一些的复活节岛而已!

为了冲出地球，移民宇宙，唯一可行的能源是可控核聚变。人类能够用来开发可控核聚变的时间并不是无限的，而是有一个时间窗口，到化石能源耗尽为止。人类不能陶醉在小清新情绪中悠游岁月，需要有紧迫感了!

可燃冰仍然是一种化石能源，不过由于其储量巨大，可望把这个时间窗口拓展一段可观的时间。人类一定要珍惜这次机会，好好把握这个时间窗口，在化石能源耗尽之前冲出地球。

最后，甲烷是一种温室气体，可燃冰开采存在一种最糟糕的可能性：对地层的扰动导致大量甲烷泄漏到大气中，导致严重的温室效应。

这可能会破坏全球生态平衡，造成大灭绝。但即使如此，也不是因噎废食的理由。人类的命运系于此，因此只有前进，才是唯一的生路。只是需要强调，对开采过程中的风险要有清醒的估计，发展相应的技术。■

（本文转自中国科普博览微信公众号）