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原文鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/12/470875.shtm

　　近日，《能源與環(huán)境科學(xué)》以封面文章的形式刊發(fā)了中國科學(xué)院廣州能源研究所天然氣水合物開采技術(shù)與綜合利用研究室研究員李小森團隊撰寫的最新文章。該文章系統(tǒng)地闡述了天然氣水合物（俗稱可燃冰）及其應(yīng)用技術(shù)在全球碳循環(huán)和緩解全球變暖中的作用。

　　全球一次能源的供應(yīng)格局由煤、石油向天然氣的轉(zhuǎn)變，為天然氣水合物的開發(fā)利用帶來了發(fā)展前景。研究表明天然氣水合物中的有機碳含量大約占全球有機碳含量的1/3，如此巨量的有機碳使得天然氣水合物在全球碳循環(huán)中起著碳庫的作用。毫無疑問，其開發(fā)利用將會對全球的碳循環(huán)產(chǎn)生重要的影響，從而進一步影響溫室效應(yīng)的變化趨勢。

　　工業(yè)革命以來，溫室效應(yīng)問題本質(zhì)上是由CO₂的排放和封存與消耗不平衡造成的，更具體地說是碳源從有機碳轉(zhuǎn)化為CO₂的速率過快所造成的。因此，解決溫室效應(yīng)的策略長期主要集中于兩個方面：一是加強CO₂的捕集與封存速率；二是減少煤和石油化石燃料的使用。前者受限于CO₂捕集與封存技術(shù)的發(fā)展，存在一定的技術(shù)發(fā)展風(fēng)險；而后者在可見的時間尺度內(nèi)難以實現(xiàn)。因此，CO₂排放量的不斷增加與CO₂捕集與封存技術(shù)發(fā)展滯后之間的矛盾始終存在。

　　在大量使用煤、石油時期，這一矛盾所帶來的風(fēng)險一直未被充分認識，這主要是由于煤與石油在真正燃燒前，是以固液的形式存在的，不會造成溫室氣體的排放，故可以通過控制煤與石油的使用量使CO₂排放速度與碳捕集技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)。事實上，這也是目前采取的主要措施。然而，隨著能源供應(yīng)格局轉(zhuǎn)向天然氣，這一情況發(fā)生改變：因為天然氣本身是一種溫室氣體。因此，如何管理這一風(fēng)險異常重要。

　　該文章系統(tǒng)地分析了全球的能源供應(yīng)變化和各替代能源的儲量及利用前景，指出了天然氣在一次能源當(dāng)中的比重不斷增長的現(xiàn)狀，總結(jié)了天然氣的可用來源及賦存量，明確了天然氣水合物的資源儲量及能源前景；同時，從CH₄的全球循環(huán)過程出發(fā)，闡述了天然氣與全球變暖的歷史相關(guān)性，討論了天然氣水合物的碳庫作用及其開發(fā)、利用對生態(tài)環(huán)境可能造成的影響，指出了對放空天然氣的控制管理是碳排放下一階段的“碳達峰”和“碳中和”的重要目標(biāo)。

　　文章還系統(tǒng)地討論了各水合物開采技術(shù)的優(yōu)劣勢和全球試開采現(xiàn)狀，分析了基于水合物的CO₂捕集與封存技術(shù)、基于水合物的固化存儲技術(shù)以及放空天然氣的回收技術(shù)在各自應(yīng)用領(lǐng)域及能源利用和碳捕集與封存層面的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，并提出了在新的能源供應(yīng)格局下解決溫室氣體的排放和碳捕集與封存技術(shù)發(fā)展風(fēng)險間矛盾的前瞻性策略，即在天然氣開發(fā)與天然氣利用之間引入天然氣的長期穩(wěn)定存儲技術(shù)，通過管控天然氣的資源屬性及溫室氣體屬性，使得天然氣的利用與市場需求及碳捕集與封存技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)。

　　相關(guān)文章信息：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/ee/d1ee02093e