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近百年來，世界工業(yè)進(jìn)程加速，石油、天然氣、煤炭的耗用量與日俱增。然而，這些能源的儲(chǔ)量有限，總有一天會(huì)枯竭。為此，科學(xué)家正在千方百計(jì)尋找新能源，他們將目光投向了冬季里“平平無奇”的冰。

無奇不有 冰能燃燒

2017年5月18日，我國在南海1266米海底以下200米的海床中試采可燃冰獲得成功，使得我國的可燃冰開采技術(shù)領(lǐng)跑世界?？扇急且环N環(huán)保新能源，這種奇特的冰塊，可以像煤塊一樣直接燃燒。

冰能燃燒？有道是水火不相容，水乃滅火之物，更何況冰呢？然而，科學(xué)家經(jīng)過取樣分析，發(fā)現(xiàn)了其中奧秘：原來這種冰是由一種天然氣——甲烷的水溶液凝結(jié)而成的。當(dāng)溫度很低時(shí)，它的外貌跟普通冰一模一樣;但當(dāng)溫度升高時(shí)，它就會(huì)開始融化，內(nèi)部的甲烷氣體大量逸出，同時(shí)體積也增大一百多倍。大家知道，甲烷是一種燃燒性能很好的氣體燃料，如此說來，甲烷形成的冰能燃燒也就不足為奇了。

可燃冰在蘊(yùn)藏天然氣的凍土地帶最容易生成。這是因?yàn)椋瑲夂蜃兝?、地層溫度降低時(shí)，地層中的水便和天然氣凝固在一起，形成可燃冰。另外，在大洋深處，長年累月沉積于海底的各種海洋生物尸骸會(huì)腐敗分解，不斷析出甲烷氣體;而海底的壓力很高，水深每增加10米，水壓就增加1個(gè)大氣壓，甲烷氣體不易上浮，因此，在海底沉積層的孔隙里，很容易生成冰晶狀的甲烷水合物。經(jīng)過數(shù)百萬年漫長歲月，海底有可能形成數(shù)千米長、百米厚的冰礦礦床。

據(jù)估計(jì)，地球上可燃冰礦的蘊(yùn)藏量十分驚人，可能是煤、石油和天然氣總能量的3倍。例如，在美國和加拿大的沿海海域，冰礦藏量就達(dá)數(shù)百億立方米，可供開采數(shù)百年。如果能將地球上所有冰礦都開采出來，石油、煤炭資源日趨匱乏的問題將大幅緩解，世界能源危機(jī)也許將不復(fù)存在了。如今，科學(xué)家正在積極探索行之有效的開采技術(shù)，讓可燃冰在能源舞臺(tái)上大放異彩。

異想天開冰雪發(fā)電

在人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上，大膽的設(shè)想往往能推動(dòng)科技進(jìn)步，并最終變成累累碩果。冰雪發(fā)電就是這么一種奇思妙想。日本秋田大學(xué)的科學(xué)家別出心裁地提出了一種利用積雪發(fā)電的方案，而且已做了一系列試驗(yàn)，取得初步成功。這種積雪發(fā)電裝置在結(jié)構(gòu)上跟電冰箱有點(diǎn)相似，但體積要龐大得多。

讓我們?cè)O(shè)想一下，在白雪皚皚的山上安裝冷凝器，在山腳下設(shè)置蒸發(fā)器，兩者再用兩根長管子互相連接起來，并抽出管內(nèi)空氣，注入制冷劑氟利昂。然后，將附近工廠的余熱廢水引到蒸發(fā)器四周。氟利昂很“怕熱”，即使在0℃以下的低溫環(huán)境，它也會(huì)不煮自沸，所以液態(tài)氟利昂在蒸發(fā)器里急劇沸騰汽化，強(qiáng)大的氣流沿著管道上沖，把設(shè)在管道中部的汽輪發(fā)電機(jī)沖擊得“呼呼”飛轉(zhuǎn)，霎時(shí)間，電力就輸送出來了。發(fā)過電的氟利昂氣體繼續(xù)向上，進(jìn)入山上冷凝器，被周圍溫度極低的積雪冷卻，凝結(jié)成液體，再沿另一根管道返回地面蒸發(fā)器。如此周而復(fù)始，不斷循環(huán)，電力也就源源不斷了。

科學(xué)家還打算利用這種裝置的工作原理，在北冰洋建造“北冰洋發(fā)電站”。極地世界氣溫低達(dá)零下幾十?dāng)z氏度，但覆蓋在洋面上的冰層猶如一條厚厚的棉被，使“被子”底下的海水溫度始終保持在-1℃～3℃范圍內(nèi)，人們將發(fā)電裝置的蒸發(fā)器安裝在冰層下面“溫暖”的海水里，而將冷凝器設(shè)置在冰面上，汽輪發(fā)電機(jī)就能發(fā)電了。

當(dāng)然，目前冰雪發(fā)電雖然已取得初步成功，但離實(shí)用化尚有很長的距離，已建成的發(fā)電裝置功率、容量都很小，再說，采用氟利昂也非良策。這些都有待進(jìn)一步改進(jìn)。

但是無論如何，地球上冰雪資源異常豐富，除了終年覆蓋于南北兩極的一望無垠的冰海雪原，世界上還有三分之一的國家處于多雪地帶。如果冰雪發(fā)電的設(shè)想能付諸實(shí)現(xiàn)，那么，地球上的巍巍冰山、茫茫雪原將變成人類的又一種新能源。而如今荒無人煙的極地世界也不再僅僅是探險(xiǎn)家的樂園，將奇跡般地變成人們休假旅游、觀光避暑的勝地。