可燃冰：一種非常規(guī)清潔能源

貢曉麗

2017年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。

中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院副教授孫致學(xué)介紹：“可燃冰是天然氣水合物，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?！倍鴮?duì)于其非?？量痰男纬蓷l件，上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授巨永林講道：“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?！薄八衔锏男纬尚枰?0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?！?/p>

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、石油和天然氣的兩倍。孫致學(xué)表示：“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%～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)?！蹦壳?，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。

可燃冰試采成功能否改變能源市場(chǎng)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？其實(shí)，可燃冰作為清潔、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(duì)陸地和海洋可燃冰進(jìn)行勘探。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”。巨永林分析，本次試采中，“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”，“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)”。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。此外，孫致學(xué)介紹：“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。”中科院廣州能源研究所天然氣水合物研究中心相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，相對(duì)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。巨永林表示，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。