近日,我國(guó)成功在南海神狐海域完成可燃冰(天然氣水合物)的試驗(yàn)開(kāi)采工作,中國(guó)也因此成為世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定開(kāi)采這種海洋超級(jí)能源的國(guó)家。
可燃冰是天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類(lèi)冰狀的結(jié)晶化合物,天然氣的主要成份為甲烷(CH4),它是標(biāo)準(zhǔn)的“高潛力”清潔能源,被各國(guó)視為石油、天然氣的戰(zhàn)略性替代能源,是世界矚目的戰(zhàn)略資源,對(duì)我國(guó)能源安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著重要意義。
此次可燃冰的試開(kāi)采成功,是我國(guó)新能源領(lǐng)域的一次重大突破,具有重要的戰(zhàn)略意義。但我們也必須清醒的認(rèn)識(shí)到,從試開(kāi)采成功到2030年投入商用,還有一段很長(zhǎng)的路要走。筆者本文通過(guò)介紹可燃冰的基本情況,來(lái)重點(diǎn)闡述未來(lái)它將對(duì)我們的生活將產(chǎn)生哪些影響。
一、分部情況
可燃冰廣泛分布于全球大洋海域、陸地凍土層和極地下面。其中,99%的可燃冰分布于海洋沉積物中,距海面900到1200米的粉砂型儲(chǔ)層,并且接近大陸邊緣。
其資源儲(chǔ)量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料總量的兩倍,且燃燒值很高,1立方米的可燃冰分解后可釋放出約0.8立方米的水和164立方米的天然氣,燃燒產(chǎn)生的能量明顯高于煤炭、石油等傳統(tǒng)化石燃料,燃燒污染卻又比煤、石油小,更加清潔環(huán)保。
我國(guó)是可燃冰資源儲(chǔ)量最多的國(guó)家之一,可燃冰資源主要分布在南海海域和青藏高原凍土帶,通過(guò)前后15年的調(diào)查和評(píng)級(jí),南海海域預(yù)計(jì)有740多億噸油當(dāng)量的可燃冰,青藏地區(qū)又發(fā)現(xiàn)了350億噸油當(dāng)量的可燃冰,未來(lái)探明的可燃冰可能還很多。南海海域是我國(guó)可燃冰最主要的分布區(qū),神狐海域有11個(gè)礦體、面積128平方公里,資源儲(chǔ)存量1500億立方米,相當(dāng)于1.5億噸石油儲(chǔ)量,成功試采意味著這些儲(chǔ)量都有望轉(zhuǎn)化成可利用的寶貴能源。
二、開(kāi)采工藝
由于可燃冰分布于海底深處,且多為泥沙儲(chǔ)層,導(dǎo)致其開(kāi)采難度大,業(yè)內(nèi)人士形容其為“在豆腐上打鐵、用金剛鉆繡花”。目前只有美國(guó)、日本、印度擁有鉆獲可燃冰的技術(shù),但可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行試開(kāi)采的國(guó)家目前只有中國(guó)。
目前可燃冰常規(guī)開(kāi)采方法主要有:熱激發(fā)化學(xué)試劑法、二氧化碳置換法、降壓法等。我國(guó)試采使用深水半潛式平臺(tái)通過(guò)降壓進(jìn)行開(kāi)采。此次中國(guó)成功試采可燃冰的“藍(lán)鯨1號(hào)”,是全球最先進(jìn)超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺(tái)。從5月10日起,就有源源不斷的可燃冰從1200多米的深海底層之下200多米的底層儲(chǔ)層中開(kāi)采上來(lái),目前已持續(xù)一周時(shí)間。
日本于2013年在其南海海槽進(jìn)行海上試采,但因出砂等技術(shù)問(wèn)題失敗。今年5月4日,日本第二次嘗試,并于當(dāng)日再次成功產(chǎn)氣。但5月15日再次被迫中斷,原因同樣是鉆井通道一直有泥沙灌入,不斷干擾開(kāi)采。最終他們?cè)?2天的時(shí)間里從開(kāi)采的可燃冰中提取了3.5萬(wàn)方的天然氣。
三、存儲(chǔ)運(yùn)輸
由于可燃冰多分布在海洋,如要投入商用,存儲(chǔ)運(yùn)輸是未來(lái)必須解決的問(wèn)題。
首先,沿海城市必將建設(shè)幾個(gè)大型的加工廠,將從海洋開(kāi)采的可燃冰進(jìn)行提取加工。目前看到,可燃冰的使用有兩種方法,一種是提煉出天然氣使用,另一種是直接使用,但由于其對(duì)存放環(huán)境要求很高,高溫下難以保存,且目前還未有專(zhuān)門(mén)針對(duì)可燃冰作為能源的商業(yè)產(chǎn)品,故直接使用還有一段路要走。
其次,管網(wǎng)建設(shè)問(wèn)題。從幾個(gè)大型沿海加工廠城市建設(shè)輸送管網(wǎng),將提取出來(lái)的天然氣輸送到各地。建議統(tǒng)籌規(guī)劃,充分利用現(xiàn)有管網(wǎng),在現(xiàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建改造。
四、商用領(lǐng)域
可燃冰被科學(xué)家公認(rèn)為石油、天然氣的接替能源。與石油、天然氣相比,可燃冰具有使用方便、燃燒值高、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),燃燒后僅會(huì)生成少量的二氧化碳和水。
未來(lái),可燃冰成功商用后,我們現(xiàn)在日常家里的灶臺(tái)、熱水器都可用可燃冰作為能源,其使用方法同現(xiàn)有的天然氣一樣,但更加高效。
甚至,可燃冰還可替代汽油、柴油等傳統(tǒng)能源為汽車(chē)提供動(dòng)力能源。據(jù)推算,一輛使用天然氣為燃料的汽車(chē)一次加100升天然氣能跑300公里,加入相同體積的可燃冰能跑5萬(wàn)公里??扇急?chē)可跑得更遠(yuǎn),燃燒后排放的污染也小得多,可減少對(duì)大氣污染。但這僅僅是從數(shù)據(jù)上進(jìn)行推算而已,因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有直接使用可燃冰作為燃料的汽車(chē)問(wèn)世。
五、風(fēng)險(xiǎn)
可燃冰試采作為實(shí)施國(guó)家能源戰(zhàn)略的一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目備受矚目,此次試采成功也極大的鼓舞了也但其勘探開(kāi)發(fā)仍需要攻克巨大的技術(shù)障礙和環(huán)境障礙。因?yàn)椋扇急闹饕煞旨淄椋窃斐蓽厥倚?yīng)的主要?dú)怏w,如果技術(shù)不成熟,可能導(dǎo)致海底地質(zhì)災(zāi)害、海底大量溫室氣體涌入大氣等問(wèn)題,引發(fā)環(huán)境危機(jī)。