可燃冰污染小、能量高,是未來(lái)全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn),中國(guó)在全球率先試采成功,實(shí)現(xiàn)了在這一領(lǐng)域的領(lǐng)跑而不是跟隨。
5月18日,國(guó)土資源部部長(zhǎng)姜大明對(duì)外宣布,5月10日起,我國(guó)從南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物(也即俗稱(chēng)的“可燃冰”)礦藏實(shí)現(xiàn)連續(xù)187個(gè)小時(shí)的穩(wěn)定產(chǎn)氣。
姜大明表示,這意味著我國(guó)首次、也是全球首次對(duì)資源量占比90%以上、開(kāi)發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲(chǔ)層可燃冰成功實(shí)現(xiàn)試采。
國(guó)土部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局副局長(zhǎng)李金發(fā)預(yù)計(jì),2030年以前,我國(guó)將實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開(kāi)發(fā)。
那么,“可燃冰”是什么,很厲害嗎?
海洋超級(jí)能源
所謂可燃冰,在地質(zhì)上被稱(chēng)為天然氣水合物(Natural Gas Hydrate),一種由水分子和氣體分子組成的類(lèi)冰狀籠形包合物,從中能分離出甲烷(即天然氣)。天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動(dòng)和被動(dòng)大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境。
由于可燃冰因外形酷似冰,因此被稱(chēng)之為冰,又因其可以像固體酒精一樣被直接點(diǎn)燃,所以被稱(chēng)為“可燃冰”。
根據(jù)科學(xué)家較為一致的資源評(píng)價(jià),全球可燃冰的儲(chǔ)量為2×10^16立方米,是剩余天然氣儲(chǔ)量(1.56×10^14立方米)的128倍,是目前最熱門(mén)的非常規(guī)天然氣資源量(923萬(wàn)億立方米)的20多倍,前景廣闊,因?yàn)楸环Q(chēng)為“屬于未來(lái)的能源”。甚至有科學(xué)家提出,僅僅是海底的可燃冰儲(chǔ)量,就足夠人類(lèi)使用1000年。
可燃冰的污染比煤、石油、天然氣小很多,但能量高出十倍。按照央視的說(shuō)法,這“可燃冰”就像《變形金剛》中機(jī)器人們所爭(zhēng)奪的“能量塊”那般牛:其體積雖然小,但蘊(yùn)含的能量卻不可估量,1立方米“可燃冰”就可以分解釋放出160立方米以上的天然氣!
具體到中國(guó),南海海域是我國(guó)可燃冰最主要的分布區(qū),也是我國(guó)可燃冰成礦條件和找礦前景最好的地區(qū)、調(diào)查研究程度最高的地區(qū)。
我國(guó)在試采“可燃冰”方面,一直處于世界前列。
2013年6月至9月,我國(guó)在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鉆獲高純度天然氣水合物樣品,并通過(guò)鉆探獲得可觀(guān)的控制儲(chǔ)量。2014年2月1日,南海天然氣水合物富集規(guī)律與開(kāi)采基礎(chǔ)研究通過(guò)驗(yàn)收,建立起中國(guó)南?!翱扇急被A(chǔ)研究系統(tǒng)理論。2017年5月,中國(guó)首次海域天然氣水合物(可燃冰)試采成功。
目前,不少大國(guó)在可燃冰領(lǐng)域開(kāi)展角逐。其中,美國(guó)5月12日宣布,正在墨西哥灣開(kāi)展可燃冰開(kāi)采研究。2013年,日本在南海海槽開(kāi)展了海上試采,但因出砂等技術(shù)問(wèn)題失敗。2017年4月份日本在同一海域第二次試采,5月15日再次因出砂問(wèn)題中止產(chǎn)氣。
有關(guān)專(zhuān)家表示,可燃冰是未來(lái)全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn),我們?cè)谌蚵氏仍嚥沙晒?,?shí)現(xiàn)了在這一領(lǐng)域的領(lǐng)跑而不是跟隨。
產(chǎn)業(yè)化仍有長(zhǎng)路要走
可燃冰在全球主要分布在兩類(lèi)地區(qū):一是水深300米至3000米的海底;二是陸上凍土區(qū),尤其是南北極凍土區(qū)。有預(yù)測(cè)顯示,全球天然氣水合物資源量相當(dāng)于21萬(wàn)億噸油當(dāng)量。
有專(zhuān)家表示,我國(guó)海域天然氣水合物資源量約800億噸油當(dāng)量。通過(guò)重點(diǎn)地區(qū)普查,已經(jīng)圈定11個(gè)有利遠(yuǎn)景區(qū),19個(gè)成礦區(qū)帶。經(jīng)過(guò)鉆探驗(yàn)證圈定了兩個(gè)千億方級(jí)的礦藏。
值得關(guān)注的是,此次試采做到了安全生產(chǎn)和環(huán)境友好,而安全和環(huán)境問(wèn)題通常被認(rèn)為是可燃冰開(kāi)采的重大挑戰(zhàn)。
此次的試采方案,一方面根據(jù)水合物區(qū)海底地形地貌特征、工程地質(zhì)特征、水合物儲(chǔ)層特征,通過(guò)合理設(shè)計(jì)井位及降壓方案,從工程設(shè)計(jì)上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題和災(zāi)害問(wèn)題。
另一方面,通過(guò)布設(shè)海底地形、氣體滲漏等監(jiān)測(cè)設(shè)備,構(gòu)建了海水-海底-井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測(cè)體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實(shí)時(shí)、全過(guò)程監(jiān)測(cè)。
國(guó)土部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局局長(zhǎng)鐘自然表示,本次可燃冰試采成功,一方面,可以檢驗(yàn)我們前期形成的理論技術(shù)和裝備體系的科學(xué)性;另一方面,通過(guò)開(kāi)展大規(guī)模專(zhuān)業(yè)高難度的聯(lián)合科技攻關(guān),可以促使技術(shù)人員迅速掌握深海進(jìn)入、深海探測(cè)和深海開(kāi)發(fā)技術(shù),推進(jìn)可燃冰資源商業(yè)性開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。
但是,專(zhuān)家表示,此次我國(guó)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)首次成功試開(kāi)采,僅是萬(wàn)里長(zhǎng)征邁出關(guān)鍵性一步,未來(lái)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化開(kāi)采,仍有長(zhǎng)路要走。
資料顯示,國(guó)際上主流的可燃冰開(kāi)發(fā)方法,主要有熱激發(fā)法、減壓法、化學(xué)實(shí)際注入法、固體開(kāi)采法、二氧化碳致?lián)Q法以及多種開(kāi)發(fā)模式組合,但這些方法還存在生產(chǎn)效率低、開(kāi)采條件要求高、所有材料昂貴和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題,需要進(jìn)一步完善。
編輯/余弘陽(yáng)