全球可燃冰够用1000年 可燃冰作为新型能源可燃冰全球分布图
2017-05-20 11:03:00  来源:网络175

全球可燃冰够用1000年 可燃冰作为新型能源

全球可燃冰够用1000年 可燃冰作为新型能源可燃冰全球分布图

图为南海海域可燃冰试采作业钻井平台“蓝鲸1号”

中国可燃冰试采领跑世界

稳定出气连续8日 商业开采露出曙光

本报记者 赵觉珵 李晓骁

美国页岩气的开采把国际油价从100美元/桶的高位拉至约40美元/桶,而中国在南海海域成功试开采可燃冰或将再度掀起一场能源革命。国土资源部中国地质调查局18日宣布,中国首次海域天然气水合物可燃冰试开采成功,成为全球第一个实现在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。新加坡《联合早报》18日报道称,中国管辖海域蕴藏着丰富的可燃冰资源,据测算,总量达几百亿吨油当量,远景资源量与海域和陆地油气资源量相当。

全球可燃冰够用1000年 可燃冰作为新型能源可燃冰全球分布图

全球可燃冰够用1000年

据国土资源部介绍,此次可燃冰试开采现场位于南海北部神狐海域,从5月10日正式出气至今,已累计产出超12万立方米、甲烷含量高达99。5%的天然气。在全球范围内,可燃冰已探明储量是现有天然气、石油储量的两倍,足够人类使用1000年。

可燃冰是一种天然气水合物,广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境,甲烷含量占80%至99。9%,在高压低温环境下呈结晶状,遇火可燃,因此被称为可燃冰。这种燃料的燃烧污染比煤、石油、天然气小得多。

我国南海地区的可燃冰储量十分丰富。能源经济专家、南京大学中国南海研究协同创新中心特约研究员张良福18日接受《》记者采访时表示,可燃冰被普遍认为未来可以替代石油和天然气,美国、日本等多个国家从上个世纪末就开始在全球开展可燃冰的调查。我国早就关注到可燃冰的应用,本世纪初在陆地和南海地区都进行过大规模的相关调查。

中国自主研发核心技术

可燃冰的试开采一直是一项世界性难题。由于绝大部分埋藏于海底,开采难度十分巨大。美国和加拿大虽然起步早,但由于加拿大天然气储量丰富,美国30%的能源靠加拿大进口,因此两国在这一领域并不上心。日本能源严重依赖进口,因此对开发可燃冰十分用心,但迄今并未取得突破。日本共同社称,2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作,虽然成功出气,但6天后由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。路透社称,日本本月8日成功在日本中部沿海地区的可燃冰中提取出天然气,不过仍未实现连续开采。

中国试采可燃冰设施与日本不同。香港《南华早报》报道称,日本的测试在船上进行,而中国使用的是浮动平台。此次我国开采可燃冰利用的是降压法,将海底原本稳定的压力降低,从而打破了天然气水合物储层的成藏条件,利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强18日对《》记者表示,可燃冰埋藏在深海,且十分不稳定,开采难度很大,连续8天稳定产气是一个技术上的突破,我们做成了一件别人都没成功的事。

张良福认为,此次我国连续稳定试开采可燃冰成功,表明我国在可燃冰的勘探、开发、利用上,走在了世界前列。林伯强表示,可燃冰的经济价值很大,但关键是能否将其开采出来,目前的难题在于如何降低技术成本和环保成本。只有当两个问题同时解决,可燃冰才真正具有经济价值。

商业开采将引发能源革命

由于开采可燃冰所需工程巨大,开采和运输本身十分耗能,而且一旦开采不当极易造成气化,加速全球变暖,因此林伯强表示,距离真正商业化开采还有一段很长的路要走,至少需要一二十年,此前美国开采页岩气,也用了很长时间才从经济上可行,而可燃冰的开发比页岩气难度更大,对技术要求也更高。

张良福认为,乐观估计的话,2030年左右可以实现可燃冰的商业化,但各国目前基本处在实验室阶段,与商业化还有多长距离也很难估计,如何经济、有效、安全地开采是需要解决的难题。

我国是油气资源进口大国,对外依存度较高,张良福表示,可燃冰的开发利用将明显增加我国能源安全。全球能源消费结构正发生深刻变化,可燃冰逐步实现开采一定会对未来国际能源、国家石油带来深刻影响。林伯强表示,如果人类之后能够有效利用可燃冰,能源结构将发生巨变,能源市场一定会向可燃冰和天然气这样的清洁能源倾斜。

该研究团队也表示,由于天然气水合物资源主要分布于海域,下一步该团队将针对海域天然气水合物钻采技术开展研究,为我国天然气水合物早日实现商业化开采做贡献,并为“一带一路”战略服务。

目前天气水合物的主要赋存区域是永久冻土带和深海底浅部沉积物中。

然而永冻区下面与大洋底部下面的环境有很大差别。现在已经知道,大洋环境中甲烷是最主要的烃类气体,而永冻区环境中乙烷和其他重烃则占主要部分。气体成分的这种明显变化表明微生物作用并不是形成这些烃类的唯一作用。相反,这些气体也可能是从深部运移而来,轻烃是埋藏在深部的沉积物中有机质的热分解而形成的。

●——大洋(水中)沉积物中的气水合物;■——大陆(水冻土)地区的气水合物;◆——已发现气体水合物的地区

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全球约有27%的陆地和30%的海底地区,具备形成天然气水合物的地质条件,热值总量约为其他化石燃料的两倍。如果按照现在估算的量来看,中国南海+冻土带发现的储量可供中国200+年,日本沿海供日本100+年。

目前关于可燃冰(天然气水合物,以下简称气水合物)的基本认识已经完善,包括成分、结构、热值、形成条件、存在区域、储量以及产状,但关于准确识别方法、如何有效开采、储存及运输方式、气体来源和可能带来的环境效应依旧在论证中。目前在可燃冰研究领域具有领先地位的主要是美国、加拿大和日本三国,然后就是曾经领先并产出第一例商业化气水合物开采气井,但最近衰落的前苏联(俄罗斯),以及近年来追赶势头极为凶残的中国和印度。

全球可燃冰够用1000年 可燃冰作为新型能源可燃冰全球分布图

从发表的paper来看,目前的研究重心已经从开采、研究难度大的subsea气水合物转移到permafrost的陆域气水合物。且因为气水合物的构成和形成机制极为复杂,所以目前还主要在做不同的形成条件(温压、深度、地质条件)、不同的环境因素(盐度、金属离子类型)、不同的成分(气水合物中“气”的组成)对于气水合物的形成、分解的影响。更为前沿的方向则是使用建模和计算模拟的方法来推测形成、相变过程、开采、置换等过程和结果。至于真正的开采试验目前为止也只有前苏联(商业化)、美国(小范围试验开采)、日本(海底提取试验),其他国家均是以试验井、试验船等形式进行研究。

这个进度大概相当于30年前的页岩气研究情况,但考虑到气水合物的复杂性和链式环境影响所以研究、开发进度会更加缓慢。尽管这是一种潜在的非常规能源,但在一些关键问题没有得到解决的情况下不会有人冒险大规模开采的,因此可以说讨论可燃冰的大规模应用和商业化还为时尚早。

至于有人提到的觉得可燃冰这几年的动静蛮少的,主要还是因为没有重大突破所以没有了话题性,其实每年的研究力度还是在不断加强的。

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