新能源：魅力十足的可燃冰 讓人歡喜讓人憂

【摘要】深藏于陸地凍土和海底的可燃冰，因具有分布廣、資源量大和能量密度大的先天優(yōu)勢(shì)，被人們稱之為“未來(lái)最佳替代能源”。業(yè)界還流傳著這樣一句話：“誰(shuí)掌握了天然氣水合物的開(kāi)采技術(shù)，誰(shuí)就可以執(zhí)21世紀(jì)世界能源之牛耳。”截至目前，如何安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)采可燃冰仍是一個(gè)困擾世界的難題。各國(guó)雖對(duì)可燃冰蠢蠢欲動(dòng)，但大家心里都有一個(gè)共同的底線：在沒(méi)有找到理想的開(kāi)采方法解決其對(duì)自然環(huán)境的影響之前，不能像常規(guī)一次性礦產(chǎn)資源那樣大量開(kāi)采可燃冰。

    2009年8月1日，一艘迷你潛艇載著時(shí)任俄羅斯總理普京潛入貝加爾湖。他此行的目的是“檢閱”潛藏于湖底的珍貴能源——可燃冰。

　　可燃冰，學(xué)名“天然氣水合物”，同時(shí)還有一個(gè)優(yōu)雅的名字——“能源水晶”。在高壓、低溫條件下，天然氣與水混合便會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶化合物，形似冰雪，點(diǎn)火即燃。

　　魅力十足的新能源

　　深藏于陸地凍土和海底的可燃冰，因具有分布廣、資源量大和能量密度大的先天優(yōu)勢(shì)，被人們稱之為“未來(lái)最佳替代能源”。業(yè)界還流傳著這樣一句話：“誰(shuí)掌握了天然氣水合物的開(kāi)采技術(shù)，誰(shuí)就可以執(zhí)21世紀(jì)世界能源之牛耳?！?/P>

　　世界上大約27%的陸地和90%的海域都蘊(yùn)藏著可燃冰。不僅分布廣，可燃冰的資源量也十分客觀，據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的數(shù)據(jù)估計(jì)，可燃冰所蘊(yùn)含的碳總量是全球已知化石燃料碳含量的2倍。

　　可燃冰的魅力還來(lái)源于超大的能量密度。1立方米的可燃冰在常溫常壓下可釋放約164立方米甲烷氣體，其能量密度相當(dāng)于煤炭的10倍。而且，甲烷氣體燃燒后僅生成少量的二氧化碳和水，相比石油、煤炭等化石能源，可燃冰更加清潔。

　　日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省去年3月12日宣布，日本成功從愛(ài)知縣附近深海可燃冰層中提取出甲烷，成為世界上首個(gè)掌握海底可燃冰開(kāi)采技術(shù)的國(guó)家。一時(shí)間，能源界為之振奮，日本的可燃冰開(kāi)采試驗(yàn)還被列為2013年國(guó)際石油十大科技進(jìn)展。

　　為紓解能源之困，四處環(huán)海的日本一直對(duì)可燃冰寄予厚望，并計(jì)劃到2018年基本實(shí)現(xiàn)可燃冰商業(yè)化開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。美國(guó)也不甘落后，美國(guó)國(guó)家石油委員會(huì)預(yù)測(cè)，美國(guó)將在2050年前實(shí)現(xiàn)墨西哥灣等海上可燃冰的大規(guī)模開(kāi)采。

　　事實(shí)上，除去俄、日、美等大國(guó)對(duì)可燃冰感興趣之外，世界諸多國(guó)家都對(duì)開(kāi)采可燃冰蠢蠢欲動(dòng)，欲搶食這一能源大蛋糕。德國(guó)、加拿大、印度、韓國(guó)等均從國(guó)家層面制定規(guī)劃，投入巨資研發(fā)可燃冰開(kāi)采技術(shù)，越南、馬來(lái)西亞、菲律賓等南海周邊國(guó)家也在緊鑼密鼓進(jìn)行前期調(diào)查與研究。

　　同歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)可燃冰的研究晚了將近20年，但發(fā)展速度迅速。1990年，起步，蘭州凍土所在實(shí)驗(yàn)室合成了可燃冰；1995年，加碼，我國(guó)正式以1/6成員身份加入大洋鉆探計(jì)劃；2007年，突破，我國(guó)在南海北部成功取得可燃冰樣品。

　　困惑重重的開(kāi)采路

　　日本雖從海底可燃冰層成功提取出甲烷，但距離商業(yè)化開(kāi)采仍有大段距離，談?lì)愃朴凇绊?yè)巖氣革命”的“可燃冰革命”還為時(shí)尚早。

　　其實(shí)，魅力十足的可燃冰猶如帶刺的玫瑰，讓人歡喜讓人憂。截至目前，如何安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)采可燃冰仍是一個(gè)困擾世界的難題。各國(guó)雖對(duì)可燃冰蠢蠢欲動(dòng)，但大家心里都有一個(gè)共同的底線：在沒(méi)有找到理想的開(kāi)采方法解決其對(duì)自然環(huán)境的影響之前，不能像常規(guī)一次性礦產(chǎn)資源那樣大量開(kāi)采可燃冰。

　　環(huán)境保護(hù)和降低成本是開(kāi)采可燃冰需要解決的兩大難題。貴為清潔能源的可燃冰，一旦開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用不得當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致大量甲烷氣體的瞬間釋放，甲烷是強(qiáng)溫室氣體，其溫室效果20倍于二氧化碳。況且，當(dāng)甲烷氣體與海水相遇，其氧化作用會(huì)消耗大量氧氣，給海洋生物的生存帶來(lái)巨大的威脅。成本高昂是開(kāi)采可燃冰的另一掣肘。任何一種能源，如果沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性，不能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)發(fā)，就沒(méi)有生存空間和發(fā)展前途。

　　目前，開(kāi)采可燃冰大致有熱解、降壓和置換三種方法，前兩種方法需要破壞可燃冰的存在條件使其由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)較大?！岸趸贾脫Q開(kāi)采法”相對(duì)來(lái)說(shuō)更為現(xiàn)實(shí)、更具潛力，獲取能源的同時(shí)還可以將溫室氣體二氧化碳封存于海底，可謂一舉兩得。

　　要破解環(huán)境保護(hù)和降低成本這兩大難題，關(guān)鍵問(wèn)題還是技術(shù)進(jìn)步。直到現(xiàn)在，世界上還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家能夠?qū)扇急M(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)化開(kāi)采，因?yàn)楝F(xiàn)有的開(kāi)采技術(shù)大都難度大、成本高，并不適合廣泛推廣。

　　中國(guó)應(yīng)盡快形成可燃冰試驗(yàn)開(kāi)采的技術(shù)能力，縮短與世界先進(jìn)技術(shù)之間的差距。具體實(shí)施時(shí)，在合理借鑒美國(guó)和日本的成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)或可采取“先陸地后海洋”的技術(shù)路徑，先在陸地永久凍土層形成一套可燃冰開(kāi)采的技術(shù)體系，再去環(huán)境更為復(fù)雜的海洋去探索。

　　開(kāi)發(fā)海底的可燃冰，致力于海洋石油開(kāi)發(fā)的中國(guó)海油應(yīng)成為主力軍。一方面，為降低開(kāi)采成本，中國(guó)海油或能借助現(xiàn)有的海洋石油開(kāi)采設(shè)施進(jìn)行可燃冰的勘探和開(kāi)發(fā)。另一方面，中國(guó)海油在可燃冰開(kāi)采技術(shù)研究方面已經(jīng)走在全國(guó)前列，其“天然氣水合物模擬開(kāi)采技術(shù)”在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

　　回顧世界能源史便會(huì)發(fā)現(xiàn)，誰(shuí)掌握了未來(lái)能源，誰(shuí)就會(huì)掌握發(fā)展的先機(jī)。中國(guó)在可燃冰的研究和開(kāi)采上決不能掉隊(duì)，我國(guó)應(yīng)加大研究力度，盡快形成安全環(huán)保、成本可控的技術(shù)體系，喚醒沉睡海底的可燃冰。

    (張高峰中海油新聞中心能源研究員、華夏能源網(wǎng)特約研究員)