一聽這個名詞似乎有些奇怪,既然是氣,怎麼又成固體呢?原來這是前蘇聯科學家在實驗室條件下發現了一種叫固體天然氣的燃料,從1立方米的這種固體天然氣中可以得到70~220立方米完全合格的氣體燃料。這種固體天然氣很像壓實的冰淇淋,只能在一定的溫度和壓力下存在,如果超出這一溫度和壓力範圍,固體天然氣就會變成水和氣體。所以固體天然氣又稱為天然氣水合物--也就是天然氣與水起化合作用,形成了含有一定數目水分子的物質。
前蘇聯科學家根據實驗室裡得到的資料,預言固體天然氣很可能埋藏在那些經常處於冷卻狀態、溫度不超過20攝氏度、在200米以下的岩石中,更可能埋藏在冰川和海洋深處,因為這些地方正好存在固體天然氣所需要的低溫和高壓條件。後來,科學家們在南美洲瓜地馬拉海岸附近240米深的海底發現了這種固體天然氣。
1988年美國和加拿大也宣佈在沿海地區發現了大量的海底固體天然氣,儲量有幾百萬億立方米,可以開採幾百年。以後在裡海、黑海和鄂霍茨克海也取得了固體天然氣的岩心標本。
固體天然氣在地球的北方地區陸地上也普遍存在,因為那裡的土地凍得很深。世界海洋有90%的海底都可能形成固體天然氣,因為海底的溫度完全適合固體天然氣的形成,海底深處的壓力則是由水體的巨大深度造成的。此外,海底經常沉積許多有機物,如海中動植物和微生物的屍體,屍體分解時就放出甲烷,其中有較大部分的甲烷不是逸出水面,而是變成水化物狀態,被壓入疏鬆的沉積岩微孔內。充滿水化物晶體的這些沉積岩逐漸處於新沉積層下面,沉到水化物形成區的下面,在那裡水化物因受壓超過壓力範圍又開始分解,分解的天然氣沿著裂縫和孔隙往上鑽,又回到水化物形成區。這個過程在海底和洋底進行數百萬年,就產生了能延伸數千千米的固體天然氣礦場,並處於離海底表面幾釐米到二三百米的地區。
因此,海底的固體天然氣的儲量,可能比所有一般產地的石油和天然氣的儲量高几十倍。如何在海底開採固體天然氣,目前還沒有經驗。有些科學家提出,可以在海底建造固體天然氣採礦場,並用空氣提升管道與海面上的固體天然氣接收船連線。在空氣提升管下端安一個大型鐘罩,鐘罩裡帶一個自動採掘裝置,首先將固體天然氣粉碎,破碎的固體天然氣和水一起混成漿狀物,再由氣動提升機不斷輸送到接收船上。水化物在一個加熱裝置內分解。當水化物在提升管內逐漸自行分解成天然氣和水時,天然氣會形成一種補充牽引力,幫助氣動提升機系統,加速提升過程。
據粗略估計,在海底沉積岩中可能有多達15000萬億立方米的固體天然氣,在陸地上可能有300萬億立方米。但要在海底和陸地大規模開採固體天然氣,並形成商業規模的固體天然氣燃料,預計要到21世紀初才能做到,因為有些複雜的工藝問題還需要周密考慮。