5月18日，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局宣布，中國在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰試采獲得成功，這標(biāo)志著中國成為全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了在海域可燃冰試開采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國家。

可燃冰試采成功能否改變能源市場的現(xiàn)有格局？又能否在不久的將來影響我們的生活？中國真的突破了這一技術(shù)嗎？2030年，我們是否能夠用上干凈的可燃冰？在采訪中筆者獲知，以頁巖氣開采為代表，中國的鉆勘技術(shù)確實(shí)有進(jìn)步，但可燃冰的開采卻另有關(guān)鍵和難度。

一種非常規(guī)清潔資源

“可燃冰是天然氣水合物，天然氣水合物是由水分子在高壓和低溫環(huán)境下捕獲住天然氣分子而形成的似冰狀結(jié)晶態(tài)化合物。因其遇火即可燃燒，故又名‘可燃冰’。”中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院副教授孫致學(xué)告訴筆者。

可燃冰的形成條件非?？量?。“溫度不能太高，高于20℃，天然氣水合物就會(huì)分解，也不能太低。海底溫度在2℃～4℃，才適合天然氣水合物的形成。”上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授巨永林對筆者說。

“水合物的形成需要30個(gè)大氣壓，這就決定了可燃冰的埋藏深度。形成可燃冰的主要?dú)怏w就是甲烷，甲烷氣富集地區(qū)，具備壓力、溫度條件，就可能產(chǎn)生可燃冰?！本抻懒终f。

在常溫常壓條件下，可燃冰能夠分解為甲烷和水，1立方米的可燃冰通常可釋放出164～180立方米的天然氣。據(jù)估算，世界上可燃冰所含的有機(jī)碳總量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣的2倍。“當(dāng)然，隨著資源勘探的進(jìn)展，數(shù)據(jù)比例可能會(huì)變化，但是可燃冰的總體儲(chǔ)量還是非常大的?！本抻懒直硎?。

“在地球上，蘊(yùn)藏著極具潛力的可燃冰資源，即使我們僅開采其17%到20%的份額，也足夠我們使用200年了。自然界中的可燃冰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，目前我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過230個(gè)天然氣水合物礦點(diǎn)?！睂O致學(xué)說，目前，可燃冰資源最具有開發(fā)前景的是在北極地區(qū)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施條件下具有高飽和度天然氣水合物的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

其實(shí)，可燃冰并不算新的非常規(guī)資源。巨永林介紹，作為清潔、高效的非常規(guī)天然氣資源之一，日本、俄羅斯、美國、加拿大等數(shù)十年前就已陸續(xù)開始對陸地和海洋可燃冰進(jìn)行勘探。

技術(shù)、環(huán)保、成本難題待解

據(jù)了解，日本于2013年嘗試過開采海底可燃冰并提取了甲烷，但由于海底砂流入開采井，試驗(yàn)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(shù)突破？“從目前所了解的情況分析，可能并沒有技術(shù)上的重大突破。”巨永林分析。

開采技術(shù)常規(guī)之外，藍(lán)鯨1號(hào)也屬于常規(guī)鉆井船。巨永林坦言對鉆井臺(tái)了解不多，但可以肯定，“該鉆井船并不是專門為開采可燃冰設(shè)計(jì)，短期內(nèi)可能無法解決各種可燃冰開采難題”。

“相較特殊的開采技術(shù)，更難的是特殊的生態(tài)保護(hù)技術(shù)。”巨永林說。開采過程中如果發(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。

“作為海底淺層沉積物膠結(jié)物的可燃冰降壓氣化采出后，位于大坡度陸坡處的海底松散沉積物在重力作用下變形、失穩(wěn)直至發(fā)生大規(guī)模的海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，將會(huì)導(dǎo)致海底地震、海嘯等災(zāi)難，也是目前可燃冰商業(yè)化開發(fā)面臨的一個(gè)重大問題?！睂O致學(xué)說。

中科院廣州能源所天然氣水合物研究中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，相對于美國和日本，中國的可燃冰研究滯后。雖然有可燃冰的富集規(guī)律和成藏機(jī)制研究基礎(chǔ)、建立了可燃冰開采綜合模擬技術(shù)系統(tǒng)，但接下來，還需從開采技術(shù)優(yōu)化、過程安全控制、地層穩(wěn)定性及環(huán)境影響等方面開展深入研究。

技術(shù)、環(huán)保問題之外，成本也是制約商業(yè)化開采的難題。巨永林介紹，美國頁巖氣水平井、垂直井、水力壓裂技術(shù)的創(chuàng)新，使得頁巖氣開采成本越來越低，甚至比常規(guī)天然氣成本還低?？扇急嚥蛇^程從技術(shù)方面來說沒有革命性的技術(shù)，面臨諸多難題，成本太高。

“試采階段的開采成本不好估計(jì)，但如果要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開采，成本是開采常規(guī)能源的幾十倍，市場肯定是難以接受的?！本抻懒终f。

能源替代任重道遠(yuǎn)

面對以上的擔(dān)憂，巨永林表示，隨著科技的發(fā)展，這些問題都將得到最終解決?！翱扇急窈笞鳛榍鍧嵞茉粗鸩教娲鷤鹘y(tǒng)化石能源的潛力是毋庸置疑的?！?/p>

“我國對外天然氣進(jìn)口量占35%～40%，能源的依存度很高，對國家的戰(zhàn)略、工業(yè)發(fā)展肯定是不利的?！本抻懒终f。因?yàn)橘Y源進(jìn)口取決于對方的資源、價(jià)格形勢，受制于人，國際形勢變動(dòng)，就會(huì)對中國的經(jīng)濟(jì)、工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生很大的影響。

目前我國大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮艿刃履茉矗稍偕茉凑急缺容^低，對整體的能源格局影響尚不大，傳統(tǒng)能源替代將會(huì)加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系某教授在一篇科技評(píng)論中寫道，可燃冰若要在我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化中擔(dān)當(dāng)重任，需要對現(xiàn)行的能源系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)作出較大幅度的調(diào)整。在可燃冰實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采之前這未來20年，要實(shí)現(xiàn)我國的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和空氣質(zhì)量改善，仍須從能源需求控制和能源供給優(yōu)化兩個(gè)基本路徑出發(fā)。一是要推進(jìn)能源消費(fèi)革命，控制不合理能源消費(fèi)增長。二是推進(jìn)能源供應(yīng)革命，引領(lǐng)能源結(jié)構(gòu)向綠色轉(zhuǎn)型。

貢曉麗