“神奇”新古菌“吃掉”石油生成甲烷

农民日报·中国农网记者　李丽颖

　　石油是国家生存和发展不可或缺的战略资源。然而，无法改变的是，石油是不可再生资源，一些老旧油田面临着枯竭的窘境，由于成本的提高，即使石油没有被开采殆尽也无法继续利用。近日，中国科学家发现了一种“神奇”古菌Ca.Methanoliparum，它可以直接“吃掉”石油生成甲烷气体，有望让枯竭油藏重获“生机”。这一成果在线发表于《自然》杂志。

　　什么是古菌？农业农村部沼气科学研究所白丽萍博士介绍说，地球上生命形式大体分为三类：真核生物、细菌和古菌，其中人类和动植物都属于真核生物。而古菌是单细胞微生物，在显微镜下才能观察到。一般而言，古菌藏于深海、高温等极端环境，个头虽小，却有着不可估量的“大本领”，它参与了全球碳循环的关键环节，简单来说，就是在厌氧环境下分解有机质，产生甲烷。

　　在过去的研究中一直认为，具有产甲烷功能的这类古菌必须得到其他微生物的协同帮助，经历多步骤的代谢过程，才能获取有机物的养分，最终生成天然气的主要成分——甲烷。也就是古菌不能独立完成“吃掉”复杂有机物产生甲烷的过程。

　　然而，我国科学家最新研究成果完全打破了这一传统观点。农业农村部沼气科学研究所能源微生物创新团队与深圳大学、中石化采油微生物重点实验室等单位合作，从我国胜利油田的一处地下油藏中发现了一种独特古菌。课题组通过同位素标记培养等技术发现，这种古菌在生长过程中，“绕过”了所有传统代谢步骤，可不与其他微生物合作，独立“吃掉”复杂有机物，产生甲烷气体。而石油的主要成分正是比较复杂的有机物，实验证明，这种古菌可以直接“吃掉”石油，生成甲烷。

　　农业农村部沼气科学研究所所长王登山认为，这项由“0”到“1”的基础研究认知，为人们开发“地下沼气工程”奠定了理论基础。目前原油开采技术主要是应用化学物质或水压力来驱动地下深层的原油运移。“利用物理和化学方法采油的技术，仍然有超过一半的原油残留在地下油藏，难以被开采利用。基于这项研究成果，将有可能利用地下厌氧微生物的作用，把液态的原油降解变成气态的甲烷，形成油气共采。这相当于我们把沼气池修在了几千米的地下油藏中，形成平方公里尺度的巨大‘地下沼气池’。”

　　我国原油和天然气对外依存度已经超过了70％和45％。胜利油田高级专家汪卫东博士表示，该项成果的技术攻关一旦突破，将为缓解我国能源对外依赖度，保障国家能源安全提供科学支撑。

　　但是，从基础研究到产业化应用还有很长一段距离。“我们与胜利油田合作了近三十年，下一步我们将聚焦关键核心技术的攻关，努力把‘地下沼气工程’的概念变为现实。”农业农村部沼气科学研究所的承磊研究员说。据农业农村部沼气科学研究所专家团队初步估算，若对我国现存所有地下枯竭油藏进行上述开采，所产油气总量有望达到4亿吨至8.5亿吨，相当于再造一个十年稳产的大庆油田。

　　此外，这项成果对于减碳也有重要意义。“采用传统的技术去开采原油，进行炼化加工等系列过程，碳排放非常高。但如果在地下通过生物转化，直接把甲烷提取出来了，减碳减排明显。”承磊也坦言，目前的研究只介绍了一种生物学可能性，要把这种碳减排技术应用到油田开采领域，还需要科学家和工程技术人员做更多的技术攻关。

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