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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。
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