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可燃冰开采:中国领跑世界

2017-08-23余弘阳

小康 2017年23期
关键词:可燃冰资源量水合物

可燃冰污染小、能量高,是未来全球能源发展的战略制高点,中国在全球率先试采成功,实现了在这一领域的领跑而不是跟随。

5月18日,国土资源部部长姜大明对外宣布,5月10日起,我国从南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然气水合物(也即俗称的“可燃冰”)矿藏实现连续187个小时的稳定产气。

姜大明表示,这意味着我国首次、也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。

国土部中国地质调查局副局长李金发预计,2030年以前,我国将实现可燃冰的商业性开发。

那么,“可燃冰”是什么,很厉害吗?

海洋超级能源

所谓可燃冰,在地质上被称为天然气水合物(Natural Gas Hydrate),一种由水分子和气体分子组成的类冰状笼形包合物,从中能分离出甲烷(即天然气)。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

由于可燃冰因外形酷似冰,因此被称之为冰,又因其可以像固体酒精一样被直接点燃,所以被称为“可燃冰”。

根据科学家较为一致的资源评价,全球可燃冰的储量为2×10^16立方米,是剩余天然气储量(1.56×10^14立方米)的128倍,是目前最热门的非常规天然气资源量(923万亿立方米)的20多倍,前景广阔,因为被称为“属于未来的能源”。甚至有科学家提出,仅仅是海底的可燃冰储量,就足够人类使用1000年。

可燃冰的污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高出十倍。按照央视的说法,这“可燃冰”就像《变形金刚》中机器人们所争夺的“能量块”那般牛:其体积虽然小,但蕴含的能量却不可估量,1立方米“可燃冰”就可以分解释放出160立方米以上的天然气!

具体到中国,南海海域是我国可燃冰最主要的分布区,也是我国可燃冰成矿条件和找矿前景最好的地区、调查研究程度最高的地区。

我国在试采“可燃冰”方面,一直处于世界前列。

2013年6月至9月,我国在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。2014年2月1日,南海天然气水合物富集规律与开采基础研究通过验收,建立起中国南海“可燃冰”基础研究系统理论。2017年5月,中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。

目前,不少大国在可燃冰领域开展角逐。其中,美国5月12日宣布,正在墨西哥湾开展可燃冰开采研究。2013年,日本在南海海槽开展了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月份日本在同一海域第二次试采,5月15日再次因出砂问题中止产气。

有关专家表示,可燃冰是未来全球能源发展的战略制高点,我们在全球率先试采成功,实现了在这一领域的领跑而不是跟随。

产业化仍有长路要走

可燃冰在全球主要分布在兩类地区:一是水深300米至3000米的海底;二是陆上冻土区,尤其是南北极冻土区。有预测显示,全球天然气水合物资源量相当于21万亿吨油当量。

有专家表示,我国海域天然气水合物资源量约800亿吨油当量。通过重点地区普查,已经圈定11个有利远景区,19个成矿区带。经过钻探验证圈定了两个千亿方级的矿藏。

值得关注的是,此次试采做到了安全生产和环境友好,而安全和环境问题通常被认为是可燃冰开采的重大挑战。

此次的试采方案,一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,通过合理设计井位及降压方案,从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题。

另一方面,通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备,构建了海水-海底-井下一体化环境安全监测体系,实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。

国土部中国地质调查局局长钟自然表示,本次可燃冰试采成功,一方面,可以检验我们前期形成的理论技术和装备体系的科学性;另一方面,通过开展大规模专业高难度的联合科技攻关,可以促使技术人员迅速掌握深海进入、深海探测和深海开发技术,推进可燃冰资源商业性开发的进程。

但是,专家表示,此次我国在全球范围内实现首次成功试开采,仅是万里长征迈出关键性一步,未来要实现产业化和商业化开采,仍有长路要走。

资料显示,国际上主流的可燃冰开发方法,主要有热激发法、减压法、化学实际注入法、固体开采法、二氧化碳致换法以及多种开发模式组合,但这些方法还存在生产效率低、开采条件要求高、所有材料昂贵和环境风险大的问题,需要进一步完善。

编辑/余弘阳

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