继2007年在南海神狐海域首次取样“可燃冰”后,中国“可燃冰”勘探在2013年底又传捷报:在珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度新类型天然气水合物。
据悉,可燃冰是一种非常规形态的天然气资源,学名“天然气水合物”,作为地球上的一种碳氢化合物,它蕴藏于海洋深水底和地下,由天然气和水在一定温度和压力条件下相互作用所形成,因貌似冰状结晶,可以像固体酒精一样直接被点燃,因此被形象地称为“可燃冰”。
高效、极具开发价值
可燃冰早在上世纪30年代就被发现。被视为高度压缩天然气的可燃冰,是一种高效能源,其甲烷含量达80% 99.9%,每1立方米可转化为164立方米天然气和0.8立方米的水,能量密度是煤和黑色页岩的10倍左右,燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气等要小得多。它因此被公认为地球上尚未开发的已知的最大新型化石能源,有“21世纪最有希望的战略资源”之誉,有望代替石油、煤等传统矿物能源。
据披露,可燃冰在世界范围内广泛存在,海洋中约有90%的面积、陆地(主要为多年冻土区)约有27%的面积是可燃冰潜在区域。目前世界上已有79个国家和地区发现了可燃冰气藏,全球已知可燃冰总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍,可满足人类1000年的能源需求。如此巨大的能源储量,决定了它极具开发价值。
世界许多国家因此将可燃冰的研究和开采提高到能源安全战略的高度并予以重视,投入巨资。美国起步较早,已于1998年把天然气水合物的研究和开发利用列入国家能源发展战略长远计划,每年投资2000万美元,由美国能源部、地质调查局等实施。美国企业也积极与政府合作,计划在2015年左右进行商业性开采。日本已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,并成功取得可燃冰样本。目前,世界上已有30多个国家和地区开展这种“21世纪新能源”的研究。
中国从1999年起进行可燃冰的前瞻性研究,并取得重大进展,前年在南海发现世界最大的可燃冰喷溢岩区。通过15年的调查和预测,在有“一半海水一半火焰”之誉的南海地区预计有680亿吨油当量的天然气水合物,相当于中国陆上石油总量的一半左右;在青海地区也发现了350亿吨标准油当量的天然气水合物。未来10年,中国将投入8.1亿元进行勘探研究,预计2010到2015年进行试开采。
开采风险大、成本高
然而,重庆能源集团燃气专家介绍,风险大、成本高是开采“可燃冰”的最大障碍。可燃冰的形成,除了气源之外,还必需两个基本条件:一是温度不能太高,在0℃以上可以生成,0℃-10℃为宜,最高限是20℃左右,温度一超过20℃,可燃冰就会分解。第二是压力要足够,0℃时,30个大气压以上它就可能生成。在足够的高压之下,可燃冰在18℃时仍可保持“冰”的形态。这两个条件,给可燃冰的勘探与开采带来很大的困难。如果不能保证足够的高压和低温,可燃冰会迅速融化为水和甲烷,如果不能对甲烷很好收集,大量甲烷就将逸散至大气中,使全球气候面临一场灾难。而且,开采可燃冰还可能造成海底软化,引发大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施,甚至会引起海底生物灭绝。这让可燃冰的开发面临巨大风险。
而且,高成本也是可燃冰开发绕不过去的难题。可燃冰要么储藏在浩瀚的大洋底部,要么储藏于高寒险远的冻土带上,由之带来的勘探开发难度之大可想而知。加上可燃冰自身的物理属性,开采必须有特殊的技术手段,这也使得开采困难重重,成本远高于常规天然气。
研究安全、高效的开采技术
据悉,我国已经把可燃冰开发技术作为替代能源战略储备技术。从总体上看,我们国家虽然在可燃冰研究上近年来进步很大,成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家,并成为钻获可燃冰的国家之一,但在可燃冰的勘探、开采、商业利用的有关重要技术上,落后于世界上一些国家。尽管首次钻获成功,专家们仍然谨慎地声称,我国可燃冰开发技术要到2020年前后才有望突破,大约再经过10年左右的提升,到2030年前后实现天然气水合物的商业开发。
有理由相信,可燃冰的未来不是梦。随着科学和技术的进步,人类能够找到可燃冰安全、高效开采的方法,最大限度地避免其负面影响。