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可燃冰远景能源的希望-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:48:05 阅读: 来源:制棒机厂家

可燃冰:远景能源的希望

中国页岩气网讯:今年3月,日本经济产业省宣布,从距日本海岸约80千米处的海上,首次成功将天然气从可燃冰中提取出来。日本此次进行的是试开采,共采集到了超过1.3万立方米的气体。日本官方估计其近海地区埋藏的可燃冰可提供的天然气量,足够日本使用100年,那么,可燃冰的开发对于能源匮乏的日本来说就意义重大。

CFP供图

可燃冰是什么?

可燃冰,学名天然气水合物,是水和甲烷在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,存在于海底或陆地冻土带内,具有资源量极为丰富、能量密度高、全球分布面积广等诸多优点。每立方米可燃冰可以释放出160立方米至180立方米的天然气。同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍。

全球约有27%的陆地是可形成可燃冰的潜在地区,而在大洋水域中约有90%的面积也是有利于形成可燃冰的潜在区域。在世界各地的海洋及大陆地层中,可燃冰已探明储量相当于传统化石能源储量的两倍以上。可燃冰被公认为是一种具有巨大潜力的新型化石能源和具有良好商业开发前景的战略性接替能源。

可燃冰的过去、现在和将来

1960年,苏联在西伯利亚发现了可燃冰,并于1969年投入开发。美国于1969年开始实施可燃冰调查。从20世纪80年代开始,美、英、德、加、日等发达国家纷纷投入巨资相继开展了本土和国际海底可燃冰的调查研究、评价工作。美、日、加、印度等国制定了勘查和开发可燃冰的国家计划,日本和印度在勘查和开发可燃冰的能力方面处于领先地位。2000年开始,可燃冰的研究与勘探进入高峰期,世界上至少有30多个国家和地区参与,其中以美国的计划最为完善,每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。

可燃冰能否最终为人类所用取决于可燃冰的开采技术和开采成本。目前提出的可燃冰开采方法基本上还是概念性的,虽然从技术角度看,开采可燃冰已具有可行性,但全球至今也没有形成真正经济实用的开采方法。目前通常采用“降压”的方法开采此类冰冻资源,即先在冰层中打许多很深的孔,然后借助大量抽水机降低打孔带来的重压,从而让有用的甲烷气体从海水中分离出来,慢慢浮至人力便于提取的深度。

然而,这样的开采过程对环境保护带来了挑战。可燃冰中的甲烷,其产生的温室效应为二氧化碳的20倍,在“降压”方法的第3个步骤,降压让大量的甲烷气体慢慢浮上海面,这些温室气体的出现会对全球气温造成什么样的影响还不得而知。此外,固结在海底沉积物中的水合物,一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出,还会改变沉积物的物理性质,极大地降低海底沉积物的工程力学特性,使海底软化,出现大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施。而从成本方面来看,负责此次试开采的日本机构估算,从海底可燃冰中每提取1立方米的天然气需花费46至174日元,远远高于美国天然气每立方米约10日元的价格。

因此,可燃冰的大规模开发还需要进一步的技术研发支撑和商业示范应用。根据有关专家估计,人类能在2020年前后实现陆上冻土区可燃冰的商业性开发,2030年至2040年前后实现海底可燃冰的商业性开发。

我国可燃冰的发展前景

我国对可燃冰的研究与勘查已取得一定进展。据粗略估算,我国可燃冰远景资源量至少有350亿吨油当量。2007年5月1日,我国在南海北部的首次采样成功,证实了我国南海北部蕴藏丰富的可燃冰资源,成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。2009年9月25日,国土资源部宣布我国在青海省祁连山南缘永久冻土带成功钻获可燃冰实物样品,成为世界上第一个在中低纬度冻土区发现可燃冰的国家,也是继加拿大、美国之后在陆域通过钻探获得可燃冰样品的国家。

《国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020)》提出重点研究可燃冰的勘探理论与开发技术、可燃冰地球物理与地球化学勘探和评价技术、突破可燃冰钻井技术和安全开采技术。一旦可燃冰开发技术实现突破,即使常规燃气进口出现不确定性,国内燃气供应也能得到保障,燃气在我国能源供应结构中的比重也将会进一步增加。但可燃冰属于远景能源,2020年前难以实现商业化应用。据有关专家估计,我国陆地和海洋可燃冰的商业化开发利用可能分别在2030年和2040年以后。

日本成功试开采对我国的启示

虽然我国可燃冰储量丰富,也已在陆地和海底分别获取了实物样品,但仅仅是“点”的突破。未来大规模开发利用可燃冰还需要一定的政策和技术支持。

第一,资源发展规划要合理。我国目前尚没有具体的可燃冰试开采计划,需着手制定可燃冰资源发展规划。可燃冰的开采阶段分为勘探阶段、实验性开采阶段、商业性试开采阶段和商业开采阶段。只有根据商业性试开采阶段的结果作出可行性判断之后,才能决定某一地区的可燃冰是否具有商业性开采的价值。

第二,开采技术研发要突破。可燃冰的物质形态和储藏地域都极其特殊,对开发技术的要求很高。安全、经济地开采可燃冰难度很大,目前可燃冰的开发在技术上存在一定瓶颈。首先是尚未完全掌握探测可燃冰储层情况的技术方法,难以进行开发生产设计;其次,由于可燃冰多藏于海底,开发需要铺设长距离运输管道,由此将产生种种技术和成本问题;最后,可燃冰虽然是清洁能源,但其开采可能带来温室效应、海底滑坡以及破坏海洋生态平衡等负面影响。

(曹石亚 作者单位:国网能源研究院)

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