日前,國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局對(duì)外宣布,我國(guó)正在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰試采獲得成功。
什么是可燃冰?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是水和甲烷在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì),存在于海底或陸地凍土帶內(nèi)。由于純凈的天然氣水合物呈白色,形似冰雪,可以像固體酒精一樣直接點(diǎn)燃,因此被形象地稱為“可燃冰”。
雖然從官方宣布的消息來(lái)看只有短短幾行字,但足以看出它的分量。消息一經(jīng)公布立即火暴國(guó)內(nèi)外。
華南智慧創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)曾海偉認(rèn)為,這是我國(guó)在掌握深海進(jìn)入、深海探入、深海開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)上的重大突破。同時(shí)也標(biāo)志著中國(guó)在深海開(kāi)發(fā)可燃冰技術(shù)上走在了世界前列,這對(duì)推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命具有重要而深遠(yuǎn)的影響。
不過(guò),曾海偉在接受《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)說(shuō),目前只是試采并不是商業(yè)化開(kāi)采,它的主要意義就是引起全球?qū)扇急@一清潔能源的重視。
點(diǎn)燃能源新希望的“寵兒”
據(jù)2016年相關(guān)部門發(fā)布的《中國(guó)能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》顯示,我國(guó)可燃冰預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景資源量超過(guò)了1000億噸油當(dāng)量,開(kāi)發(fā)前景廣闊。
日前,國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局副局長(zhǎng)李金發(fā)表示,這一次天然氣水合物的試開(kāi)采成功,將會(huì)是繼美國(guó)引領(lǐng)頁(yè)巖氣革命之后的,由我國(guó)引領(lǐng)的天然氣水合物革命,將會(huì)推動(dòng)整個(gè)世界能源利用格局的改變。
那么,在外媒的眼中是如何看待可燃冰試采成功呢?據(jù)德國(guó)《南德意志報(bào)》報(bào)道,天然氣水合物也被稱作“可燃冰”,因?yàn)檫@種冰雪一樣的塊狀物在室溫條件下即可自燃。這種物質(zhì)是水和天然氣的主要成分甲烷的混合物。在天然氣水合物中,水分子就像一種晶格包裹著承載能量的甲烷。該物質(zhì)結(jié)構(gòu)僅在高壓和低溫條件下才是穩(wěn)定的,因此天然氣水合物主要存在于海底沉淀物或北極永久凍土層中,對(duì)中國(guó)而言,開(kāi)采天然氣水合物具有重要戰(zhàn)略意義。
新加坡國(guó)立大學(xué)化學(xué)工程師普拉文·林加對(duì)英國(guó)廣播公司說(shuō),與日本的開(kāi)采相比,“中國(guó)科學(xué)家采得的天然氣要多得多”。這是在該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展中取得的“巨大進(jìn)步”。
據(jù)塔斯社發(fā)布消息說(shuō),中國(guó)專家是從水深1.2千米的海底提取出樣品。水下井位于香港東南方向285公里處。據(jù)悉,1立方米的該物質(zhì)等同于160立方米的氣態(tài)天然氣。加100升天然氣的汽車能夠行駛300公里。如果汽車能夠加入“可燃冰”,那么理論上100升“可燃冰”可跑5萬(wàn)公里。顯然,該技術(shù)完全可能使世界油氣價(jià)格“崩潰”。
經(jīng)濟(jì)學(xué)家宋清輝在接受《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》采訪時(shí)說(shuō),1立方米的可燃冰分解后可以釋放出164立方米的天然氣,可見(jiàn)可燃冰能量密度非常之高,而且在同等條件下,可燃冰燃燒產(chǎn)生的能量比石油、天然氣、煤炭要多出10倍之多。因此,可燃冰的成功開(kāi)采戰(zhàn)略意義重大,或會(huì)推動(dòng)整個(gè)世界能源利用格局的重大改變。
資料顯示,這種天然氣水合物在全球范圍內(nèi)都廣泛存在,全球約有27%的陸地是可形成可燃冰的潛在地區(qū);而在全球邊緣海、深海槽區(qū)及大洋盆地中,有利于形成可燃冰的海區(qū)面積更是高達(dá)18.9億平方千米。
據(jù)國(guó)際咨詢機(jī)構(gòu)歐亞集團(tuán)負(fù)責(zé)全球能源和自然資源研究的主管皮爾森更是樂(lè)觀地聲稱,可燃冰幾乎無(wú)處不在,儲(chǔ)量上比頁(yè)巖油氣等非常規(guī)能源更可觀。
通過(guò)梳理資料記者了解到,除了我國(guó)試采可燃冰外,多年前,美國(guó)、日本、印度、韓國(guó)和加拿大也在同樣實(shí)施天然氣水合物開(kāi)采研究項(xiàng)目。據(jù)美國(guó)能源部預(yù)測(cè),全球可燃冰中蘊(yùn)藏著大約2800萬(wàn)億到28000萬(wàn)億立方米甲烷。相比之下,2015年全球天然氣開(kāi)采量約為35億立方米,還不足天然氣水合物儲(chǔ)量的千分之一。
阻礙商業(yè)化的“魔杖”
不可否認(rèn),可燃冰是新的一種海洋清潔能源,而我國(guó)在其深海試采也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了巨大的突破性成功。不過(guò),欣喜之余還需冷思考。
從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,目前世界上已有79個(gè)國(guó)家和地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物氣藏。至今已有中國(guó)、美國(guó)、加拿大、日本、新西蘭等30個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展了可燃冰的調(diào)查研究。
之前,本報(bào)也報(bào)道了可燃冰實(shí)現(xiàn)商業(yè)化最大的“攔路虎”便是開(kāi)采成本高,可燃冰要真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)開(kāi)發(fā),產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,估計(jì)還尚待時(shí)日。
那么,或改變能源格局的可燃冰除了成本高外,還有哪些問(wèn)題阻礙其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展呢?
“當(dāng)前只有4個(gè)國(guó)家進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性開(kāi)采,而今有蘇聯(lián)在西伯利亞的Messoyakha氣田在商業(yè)化上成功進(jìn)行了可燃冰的商業(yè)化開(kāi)發(fā)。”中宇資訊分析師孫陽(yáng)在接受《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)說(shuō),歷經(jīng)近半個(gè)世紀(jì)的研究,對(duì)可燃冰的利用都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)利用,可見(jiàn)開(kāi)采的難度。
據(jù)相關(guān)報(bào)道稱,日本于2013年嘗試過(guò)開(kāi)采海底可燃冰并提取了甲烷,但是由于海底砂流入開(kāi)采井,試驗(yàn)僅6天就被迫中斷。而我國(guó)最近試采可燃冰的方法與日本相同,也是“減壓法”。本次試采中,該減壓方式有沒(méi)有新的技術(shù)突破?有業(yè)內(nèi)人士分析,從目前所了解的情況分析,可能并沒(méi)有技術(shù)上的重大突破。
孫陽(yáng)說(shuō),可燃冰形成的必要條件是低溫和高壓,因而它主要存在于凍土層和海底大陸坡中。從技術(shù)層面來(lái)看,國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的開(kāi)采技術(shù)主要包括注熱開(kāi)采法、降壓開(kāi)采法、化學(xué)劑開(kāi)采法及幾種開(kāi)發(fā)方式相結(jié)合的開(kāi)采方法。無(wú)論采取哪種方案,由于可燃冰結(jié)構(gòu)的特殊性和海底環(huán)境的復(fù)雜性,對(duì)可燃冰礦藏的開(kāi)采都將面臨很多困難。
孫陽(yáng)還認(rèn)為,可燃冰在常壓下不能穩(wěn)定存在,穩(wěn)定超過(guò)20攝氏度就會(huì)分解,解決儲(chǔ)存問(wèn)題也成為可燃冰被大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵。
除了上述業(yè)內(nèi)人士分析的難題外,其實(shí),可燃冰在開(kāi)采中遇到的另一難題便是防砂難題。記者在采訪中了解到,早在2013年日本就試采中因?yàn)楹5琢魃斑M(jìn)入開(kāi)采井最終被迫中止。今年4月份,日本在同一水域進(jìn)行第二次試采,第一口試采井累計(jì)產(chǎn)氣3.5萬(wàn)立方米,5月15日再次因?yàn)槌錾皢?wèn)題最終導(dǎo)致終止試采。
宋清輝認(rèn)為,從經(jīng)濟(jì)性考慮,開(kāi)采可燃冰的成本巨大,同時(shí)在開(kāi)采的過(guò)程中還面臨著不少技術(shù)、環(huán)境等難題。首先,可燃冰形成的條件是低溫高壓,目前在現(xiàn)有的技術(shù)條件下開(kāi)采,采燃冰的開(kāi)采十分困難,需要地質(zhì)鉆探、樣品取存等方面的尖端技術(shù)以及造價(jià)昂貴的先進(jìn)設(shè)備;其次,可燃冰的開(kāi)采過(guò)程中需要防止大量不溶于水的甲烷釋放到空氣中,從而造成污染環(huán)境。最關(guān)鍵的是在海底開(kāi)發(fā)或許會(huì)造成生態(tài)破壞,造成滑坡、塌陷、海嘯、氣候變暖等環(huán)節(jié)災(zāi)害。
業(yè)內(nèi)觀察者認(rèn)為,相較特殊的開(kāi)采技術(shù),更難的是特殊的生態(tài)保護(hù)技術(shù),開(kāi)采過(guò)程中如果發(fā)生甲烷泄漏,很可能引起大規(guī)模的溫室效應(yīng)——甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的22倍。
孫陽(yáng)說(shuō),當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的諸多問(wèn)題,需要在未來(lái)的勘探開(kāi)發(fā)中突破創(chuàng)新,例如,由于地層復(fù)雜而導(dǎo)致施工困難很大,測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集需要面對(duì)高排量與低排量鉆進(jìn)之間的矛盾。一方面,泥漿比重配置、鉆井安全及地層防漏問(wèn)題的協(xié)調(diào);另一方面,地層可動(dòng)水含量少對(duì)測(cè)試過(guò)程控制造成的困難,以及如何解決長(zhǎng)期開(kāi)采防砂、穩(wěn)產(chǎn)等難題。
從上述業(yè)內(nèi)專家的分析可以看出,可燃冰的商業(yè)化道路還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間,而在這條道路上還存在不少“攔路虎”。
不過(guò),在開(kāi)采技術(shù)方面,孫陽(yáng)介紹,我國(guó)創(chuàng)新性地提出了地層流體抽取試采法,這也有效解決了儲(chǔ)層流體控制與可燃冰穩(wěn)定持續(xù)分解難題,另外在儲(chǔ)層改造增產(chǎn)、可燃冰二次生成預(yù)防、防砂排砂等開(kāi)采測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)上,實(shí)現(xiàn)了安全可控的試采可燃冰。
孫陽(yáng)預(yù)測(cè),我國(guó)將在2020年前后突破天然氣水合物的開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)能夠適應(yīng)工業(yè)化開(kāi)發(fā)規(guī)模的工藝、技術(shù)和設(shè)備完善,到2030年前后實(shí)現(xiàn)天然氣水合物的商業(yè)開(kāi)發(fā)。
事實(shí)上,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,這些阻礙可燃冰商業(yè)化的障礙終將會(huì)得到妥善的解決。