可燃冰：「高溫」下的冷思考

可燃冰：「高溫」下的冷思考

本報記者 梁文艷報道

誰會想到，一種神奇的、且冰冷的「小冰塊」會燃起熊熊火焰？沒錯，就是這種「冰塊」使冰火交融從不可能變成可能。

日前，國土資源部中國地質調查局對外宣布，我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試採獲得成功。

什麼是可燃冰？簡單來說就是水和甲烷在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態物質，存在於海底或陸地凍土帶內。由於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燃，因此被形象地稱為「可燃冰」。

雖然從官方宣布的消息來看只有短短几行字，但足以看出它的分量。消息一經公布立即火暴國內外。

華南智慧創新研究院院長曾海偉認為，這是我國在掌握深海進入、深海探入、深海開發等關鍵技術上的重大突破。同時也標誌著中國在深海開發可燃冰技術上走在了世界前列，這對推動能源生產和消費革命具有重要而深遠的影響。

不過，曾海偉在接受《中國產經新聞》記者採訪時說，目前只是試采並不是商業化開採，它的主要意義就是引起全球對可燃冰這一清潔能源的重視。

點燃能源新希望的「寵兒」

據2016年相關部門發布的《中國能源礦產地質調查報告》顯示，我國可燃冰預測遠景資源量超過了1000億噸油當量，開發前景廣闊。

日前，國土資源部中國地質調查局副局長李金髮表示，這一次天然氣水合物的試開採成功，將會是繼美國引領頁岩氣革命之後的，由我國引領的天然氣水合物革命，將會推動整個世界能源利用格局的改變。

那麼，在外媒的眼中是如何看待可燃冰試采成功呢？據德國《南德意志報》報道，天然氣水合物也被稱作「可燃冰」，因為這種冰雪一樣的塊狀物在室溫條件下即可自燃。這種物質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。該物質結構僅在高壓和低溫條件下才是穩定的，因此天然氣水合物主要存在於海底沉澱物或北極永久凍土層中，對中國而言，開採天然氣水合物具有重要戰略意義。

新加坡國立大學化學工程師普拉文·林加對英國廣播公司說，與日本的開採相比，「中國科學家採得的天然氣要多得多」。這是在該項技術發展中取得的「巨大進步」。

據塔斯社發布消息說，中國專家是從水深1.2千米的海底提取出樣品。水下井位於香港東南方向285公里處。據悉，1立方米的該物質等同於160立方米的氣態天然氣。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」，那麼理論上100升「可燃冰」可跑5萬公里。顯然，該技術完全可能使世界油氣價格「崩潰」。

經濟學家宋清輝在接受《中國產經新聞》採訪時說，1立方米的可燃冰分解後可以釋放出164立方米的天然氣，可見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，可燃冰的成功開採戰略意義重大，或會推動整個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範圍內都廣泛存在，全球約有27%的陸地是可形成可燃冰的潛在地區;而在全球邊緣海、深海槽區及大洋盆地中，有利於形成可燃冰的海區面積更是高達18.9億平方千米。

據國際諮詢機構歐亞集團負責全球能源和自然資源研究的主管皮爾森更是樂觀地聲稱，可燃冰幾乎無處不在，儲量上比頁岩油氣等非常規能源更可觀。

通過梳理資料記者了解到，除了我國試采可燃冰外，多年前，美國、日本、印度、韓國和加拿大也在同樣實施天然氣水合物開採研究項目。據美國能源部預測，全球可燃冰中蘊藏著大約2800萬億到28000萬億立方米甲烷。相比之下，2015年全球天然氣開採量約為35億立方米，還不足天然氣水合物儲量的千分之一。

阻礙商業化的「魔杖」

不可否認，可燃冰是新的一種海洋清潔能源，而我國在其深海試采也已經實現了巨大的突破性成功。不過，欣喜之餘還需冷思考。

從20世紀60年代開始，目前世界上已有79個國家和地區都發現了天然氣水合物氣藏。至今已有中國、美國、加拿大、日本、紐西蘭等30個國家和地區開展了可燃冰的調查研究。

之前，本報也報道了可燃冰實現商業化最大的「攔路虎」便是開採成本高，可燃冰要真正實現商業開發，產生經濟效益，估計還尚待時日。

那麼，或改變能源格局的可燃冰除了成本高外，還有哪些問題阻礙其產業化發展呢？

「當前只有4個國家進行了實驗性開採，而今有蘇聯在西伯利亞的Messoyakha氣田在商業化上成功進行了可燃冰的商業化開發。」中宇資訊分析師孫陽在接受《中國產經新聞》記者採訪時說，歷經近半個世紀的研究，對可燃冰的利用都沒有實現大規模的商業利用，可見開採的難度。

據稱，日本於2013年嘗試過開採海底可燃冰並提取了甲烷，但是由於海底砂流入開採井，試驗僅6天就被迫中斷。而我國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，該減壓方式有沒有新的技術突破？有業內人士分析，從目前所了解的情況分析，可能並沒有技術上的重大突破。

孫陽說，可燃冰形成的必要條件是低溫和高壓，因而它主要存在於凍土層和海底大陸坡中。從技術層面來看，國內外常見的開採技術主要包括注熱開採法、降壓開採法、化學劑開採法及幾種開發方式相結合的開採方法。無論採取哪種方案，由於可燃冰結構的特殊性和海底環境的複雜性，對可燃冰礦藏的開採都將面臨很多困難。

孫陽還認為，可燃冰在常壓下不能穩定存在，穩定超過20攝氏度就會分解，解決儲存問題也成為可燃冰被大規模開發利用的關鍵。

除了上述業內人士分析的難題外，其實，可燃冰在開採中遇到的另一難題便是防砂難題。記者在採訪中了解到，早在2013年日本就試采中因為海底流砂進入開採井最終被迫中止。今年4月份，日本在同一水域進行第二次試采，第一口試采井累計產氣3.5萬立方米，5月15日再次因為出砂問題最終導致終止試采。

宋清輝認為，從經濟性考慮，開採可燃冰的成本巨大，同時在開採的過程中還面臨著不少技術、環境等難題。首先，可燃冰形成的條件是低溫高壓，目前在現有的技術條件下開採，采燃冰的開採十分困難，需要地質鑽探、樣品取存等方面的尖端技術以及造價昂貴的先進設備；其次，可燃冰的開採過程中需要防止大量不溶於水的甲烷釋放到空氣中，從而造成污染環境。最關鍵的是在海底開發或許會造成生態破壞，造成滑坡、塌陷、海嘯、氣候變暖等環節災害。

業內觀察者認為，相較特殊的開採技術，更難的是特殊的生態保護技術，開採過程中如果發生甲烷泄漏，很可能引起大規模的溫室效應——甲烷的溫室效應是二氧化碳的22倍。

孫陽說，當前發現的諸多問題，需要在未來的勘探開發中突破創新，例如，由於地層複雜而導致施工困難很大，測井數據採集需要面對高排量與低排量鑽進之間的矛盾。一方面，泥漿比重配置、鑽井安全及地層防漏問題的協調；另一方面，地層可動水含量少對測試過程式控制製造成的困難，以及如何解決長期開採防砂、穩產等難題。

從上述業內專家的分析可以看出，可燃冰的商業化道路還需要很長一段時間，而在這條道路上還存在不少「攔路虎」。

不過，在開採技術方面，孫陽介紹，我國創新性地提出了地層流體抽取試采法，這也有效解決了儲層流體控制與可燃冰穩定持續分解難題，另外在儲層改造增產、可燃冰二次生成預防、防砂排砂等開採測試關鍵技術上，實現了安全可控的試采可燃冰。

孫陽預測，我國將在2020年前後突破天然氣水合物的開發，實現能夠適應工業化開發規模的工藝、技術和設備完善，到2030年前後實現天然氣水合物的商業開發。

事實上，隨著科學技術的不斷發展，這些阻礙可燃冰商業化的障礙終將會得到妥善的解決。

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