品读 | 冰雪有大用 / 开普饭

世界工业化进程加速，而地球上可用能源的储量有限，为此，科学家们千方百计寻找新能源。

冰作燃料

2017年5月18日，我国在南海1266米海底以下200米的海床中试采可燃冰获得成功，使得我国的可燃冰开采技术领跑世界。这种奇特的冰块能像煤一样直接燃烧，是一种环保新能源。

可燃冰能燃烧，其中的奥秘是由一种天然气——甲烷的水溶液凝结而成，而甲烷就是一种燃烧性能很好的气体燃料。所以，当温度很低时，它的相貌跟普通冰一模一样；温度升高它开始融化，内部的甲烷气体大量逸出，同时体积也会增大一百多倍。

可燃冰在蕴藏天然气的冻土地带最容易生成——因为气候变冷、地层温度降低时，地层中的水便和天然气凝固在一起，形成可燃冰。

另外，在大洋深处，长年沉积于海底的各种海洋生物尸骸腐败分解，会不断析出甲烷气体；由于海底压力，不易上浮的甲烷气体，便在海底沉积层的孔隙里生成冰晶状的甲烷水合物；经过数百万年漫长的岁月，形成了数千米长、百米厚的冰矿矿床。

科学分析，地球上可燃冰矿的蕴藏量可能是煤、石油和天然气总能量的3倍。比如在美国和加拿大的沿海海域，冰矿藏量就达数百亿立方米，可供开采数百年。在黑海、里海、鄂霍次克海等海域也相继发现了可燃冰矿。

科学家们正在积极探索行之有效的开采技术，使它早日登上能源舞台，为人类造福。

冰雪致冷

很久以前，我国的古人就已懂得巧用冰雪制冷。每年冬季，他们凿取江湖河川的冰块，贮藏于窖，一直保存到翌年夏季使用。

战国时期，秦王室就建造过专供消暑的冰宫，宫里设置有许多巨大的空心铜柱，柱内放入从冰窖取来的冰块，使得整座宫殿凉爽宜人。

南宋时的京城临安，逢盛夏酷暑来临，抬进数十只巨大的金盆置于皇宫中，盆中堆满的冰块，令宫内凉气习习。

即便是空调器普及的今天，冰雪制冷依然重新受到科学家们的青睐。美国普林斯顿大学的科学家们曾将5000吨冬雪保存到夏天，利用它释放的“冷能”为一座大楼进行调温；日本的科学家们也计划着在炎热的夏季，通过管道输送融化的雪水到建筑大楼的房间里，藉以降低室温。

更有人提议，要将南极的冰山运到终年骄阳似火、褥暑蒸人的热带城市，使居民免受酷热之苦。

科学家估计，一座大冰山全部消融大约需要3年时间。不过，将冰山从南极搬运出来并不是一件容易事，还有太多的难题有待攻克。

冰雪发电

面对日益严重的能源危机，科学家们还“异想天开”地提出了用冰雪发电的设想，而且日本秋田大学的科学家们已经通过试验取得了初步成功。

积雪发电装置在结构上跟电冰箱有点相似。在白雪皑皑的山上安装冷凝器，山下设置蒸发器，再将两者相连接的管内空气抽出，注入氟里昂。然后，将附近工厂的余热废水引到蒸发器四周。

很“怕热”的液态氟里昂在蒸发器里急剧沸腾汽化，强大的气流沿着管道上冲，把设在其中部的汽轮发电机冲击得“呼呼”飞转，霎时间电力就被输送出来。

发过电的氟里昂气体继续向上进入到山上冷凝器，被周围的积雪冷却后变成液体，再沿另一根管道返回地面蒸发器。如此不断循环，电力也就源源不断了。

科学家们还打算用这种装置的工作原理，在北冰洋建造“冰洋发电站”。由于覆盖在洋面上的冰层犹如一条厚厚的“棉被”，使被子底下的海水温度始终保持在-l℃～3℃范围内，若将蒸发器安装在冰层下温暖的海水里，冷凝器设置在冰面上，汽轮发电机就能发电了。

地球上冰雪资源丰富，除了终年覆盖于南北两极无垠的冰海雪原，世界上还有1/3的国家处于多雪地带，这些地区不仅降雪量大，积雪时间也长。

例如我国的东北及新疆北部地区，每年平均降雪都在40天以上，积雪时间超过90天；黑龙江省北部及兴安岭山区积雪时间长达半年。

如果冰雪发电的设想能付诸实现，那么地球上的巍巍冰山、茫茫雪原都将变成新能源；那荒无人烟的极地世界也不再仅仅是探险家的乐园，而会奇迹般地变成人们休假旅游、观光避暑的胜地。

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