天使還是魔鬼？甲烷水合物
天使還是魔鬼？甲烷水合物 Methane Hydrates
臺灣大學大氣科學系 陳藝方
什麼是甲烷水合物？
甲烷水合物的學名是天然氣水合物，是一種由天然氣與水所形成的固態晶體，乃幾百萬年前生活在海床中的細菌以動植物殘骸為食，釋放出甲烷後，經高壓以及與海水化學反應形成甲烷水合物，因為外型與冰相似，因此又稱作可燃冰。
為什麼我們需要甲烷水合物？
在人類快速消耗能源的時代，石油與天然氣的蘊藏量已大不如前，一旦枯竭，人類的文明發展必定會停滯不前，甚至退後好幾百年，因此尋找新的代替能源成為現階段的重要任務，而甲烷水合物就是在這樣的時代背景下，被人類發現它的重要性。根據目前科學家們的調查，在標準溫壓環境下，保守估計至少有兩萬兆立方公尺，也就是大約為目前已知全球石化燃料等能源資源中，有機碳總儲量的兩倍，而且與傳統化石能源比較起來，甲烷水合物然後後不會釋放硫氧化合物，就算是氮氧化合物或是二氧化碳，排放量也是低於傳統化石能源，是一種比較乾淨的能源。
甲烷水合物的黑暗面
甲烷水合物看起來儼然是人類尋找新能源的救世主，但其實事情總不是我們所想像的那麼順遂。「甲烷」身為溫室氣體家族的成員之一，它對大氣的暖化能力遠大於我們所熟知的二氧化碳，甚至在五千多萬年前，就是因為大量的甲烷從甲烷水合物中釋放至大氣中，造成當時地球溫度上升了攝氏 4~6 度，史稱 Paleocene–Eocene Thermal Maximum (PETM)，古新世末極熱現象（圖一）。
圖一 古新世末極熱現象 (PETM)[4]
圖二 已知甲烷水合物的全球分佈[5]
甲烷水合物最大的價值毫無疑問在於它的能源潛力，而科學家們也對甲烷水合物解離所引發的氣候或環境問題憂心不已，增加各界對研究甲烷水合物的興趣，但到目前為止，偵測甲烷水合物對人類來說是一個大挑戰，平常最直接的「鑽井法」，因為價格昂貴，且鑽探地點的限制，所以目前偵測甲烷水合物最重要的做法，是震測法。
以下簡單介紹震測法：震測法是藉由觀察反射回來的震波信號，是否有 BSR（bottom simulating reflector，海底仿擬反射）來推斷甲烷水合物的存在與否。其原理為當地層當中有甲烷水合物存在時，密度及震波傳送速度都較周圍之沈積物大得多，而當震波繼續往下傳送至更深更熱的地層時，甲烷水合物因受不了高溫而解離，變成以氣態的形式存在，此時便會形成一個上、下物理性質差異很大的臨界面，而震測剖面也就會出現一個強反射介面，也就是 BSR。通常出現 BSR 的地方，就代表甲烷水合物那層的下方出現了氣態甲烷，但存在氣態甲烷，不一定會出現 BSR，可能是因為氣態甲烷層太薄，或是逸散掉了。
小結
綜合上述，目前對於開採利用甲烷水合物做為新能源，還是有很多技術上或是環境上需要考量的地方。其實不管有沒有找到新的替代能源，人類目前最需要做的事情是改變自己奢靡的生活習慣，降低能源的使用，不然再多的能源，都無法補足人們無限貪婪的心。
參考文獻
- 甲烷水合物｜維基百科。https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%B2%E7%83%B7%E6%B0%B4%E5%90%88%E7%89%A9
- 劉家瑄、徐春田 (2002)。研究新領域報導：甲烷水合物研究—探索未來的新能源及其對環境的衝擊。台灣大學海洋研究所。http://www.most.gov.tw/nat/public/Attachment/612112114871.pdf
- 經濟部能源局（2003年03月）。能源報導－能源科技。http://energymonthly.tier.org.tw/outdatecontent.asp?ReportIssue=200303&Page=23
- Paleocene–Eocene Thermal Maximum — Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Paleocene%E2%80%93Eocene_Thermal_Maximum
- Gas Hydrates: Entrance to a Methane Age or Climate Threat? — Global Carbon Project. http://www.globalcarbonproject.org/news/MethaneHydrates.html
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