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海底可燃冰开采离我们有多远?

来源:来源:中国海洋报 2014-01-22 记者 赵婧 日期:2014-01-23 浏览量:
日前,南海天然气水合物(俗称“可燃冰”)钻探工程在广州通过验收。验收组专家认为,如今,我国已形成海域天然气从调查评价到钻探阶段的方法技术体系。

  我们似乎离可燃冰开采利用越来越近了。可燃冰从勘察研究,到试验开采,再到通过管道运输至居民家中转变成燃气灶中燃烧的火苗,到底还有多长的路要走?我们又走了多远?

  带着这些疑惑以及对可燃冰巨大潜力的期待,记者采访了广州海洋地质调查局长期从事可燃冰研究的相关专家。

  仍处于前期勘察研究阶段

  可燃冰是一种高效清洁的能源,资源量潜力巨大,被认为是常规石油、天然气和煤炭的潜在理想替代能源。据估算,全球水合物蕴藏的天然气资源总量相当于已探明传统化石燃料碳总量的两倍。其中,大约98%的可燃冰资源聚集在海底沉积物中,约2%存在于永久冻土下面。

  广州海洋地质调查局矿产所副所长梁金强介绍说:“全球已发现可燃冰的地点约150处,各国对这些地点的可燃冰资源量虽然未能逐一掌握,但已有一些典型地区可燃冰资源量的估计资料。”

  其中,美国内政部矿物管理服务局利用地震资料,结合钻井资料、地质信息等对墨西哥湾水合物资源进行评价,评价面积约45万平方公里,估计出的水合物体积约315万亿~975万亿立方米;美国阿拉斯加北坡天然气水合物资源量约7140亿~44680亿立方米;日本南海海槽地区已勘探区域内甲烷气总量为1.1万亿立方米,印度的天然气水合物总资源量估计为1894万亿立方米。

  在我国,2013年12月,国土资源部发布《2013年海域天然气水合物勘探成果》中透露,我国首次在珠江口盆地东部海域钻获高纯度新类型可燃冰,并通过钻探获得可观的控制储量;根据前期调查资料估算,中国南海北部陆坡天然气水合物资源量约74.4万亿立方米。

  虽然储量可观,但距离商业化开采仍然较远。南开大学研究员刘歆颖曾在接受媒体采访时表示,现在已有不少有关可燃冰的研究,但仍然算是处于前期阶段,很多技术难题并没有找到解决方法。目前还是要首先攻克这些技术难题,然后才有可能去考虑使用怎样的商业模式运作。

  编制可燃冰开采路线图

  据了解,我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。

  1999年,我国开始对可燃冰开展了实质性调查研究,在西沙海槽圈出了一个可燃冰发育区。2002年以来,通过一系列的调查研究,发现了大量可燃冰赋存的地质、地球物理、地球化学及生物等异常标志,圈定了6个资源远景区和19个成矿带。2007年,在南海北部神狐海域经钻探获取可燃冰实物样品,并在神狐海域钻探区内圈定11个可燃冰矿体,进一步证实南海海域富集储量巨大的可燃冰。至此,我国可燃冰钻探获得重大突破,成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划获得实物样品的国家。

  2011年以来,我国“海洋六号”综合调查船采用多项高新技术对南海重点目标区可燃冰进行了重点勘察;2013年,我国海洋地质科考人员对23口钻探井取样后发现了大量可燃冰。国土资源部地质勘察司副司长车长波介绍说,通过实施23口钻探井,我国控制天然气水合物分布面积约55平方公里,将天然气水合物折算成天然气,控制储量为1000亿~1500亿立方米,相当于特大型常规天然气矿规模。据记者了解,目前,国土资源部正在组织开展可燃冰成矿理论、勘察技术、钻探技术、试开采及环境评价等关键技术研发,争取与发达国家同步进入天然气水合物商业性开发。

  中国科学院能源领域战略研究组编制的《中国至2050年能源科技发展路线图》报告提出,到2020年,我国要完成对管辖海域的可燃冰勘探评估以及开采技术等前期准备工作;2021年~2035年,将进行海上商业化试采;2036年~2050年,开展海上的大规模商业化开采。

  诸多技术难题待突破

  该路线图为海域可燃冰的勘探评估、开采初步设定了时间表,然而要在时间轴上实现预期计划则要突破诸多技术难题。

  “加拿大于2002年和2007年分别在其永久冻土带,日本2013年在南海海槽均开展过水合物开采试验,分别代表了陆地和海洋可燃冰的开采试验,”广州海洋地质调查局天然气水合物研究室主任陆敬安介绍说,“但其开采技术仍需进一步发展成熟。”

  可燃冰是由水和天然气在高压、低温情况下形成的,其开采主要是靠改变其赋存条件来实现的,如降压、增温等。陆敬安说,可燃冰通常埋藏于水深大于300米的海底以下0米~1100米的沉积物中,在油气勘探中,这一水深属于深水勘探,对勘探的技术要求非常高,必须拥有深水作业设备、深水作业船舶或平台、精确定位系统等。

  陆敬安谈到,海底可燃冰的开采困难还在于可燃冰通常埋藏在未固结的沉积物中,其开采可能造成海底不稳定,从而导致海底滑坡等地质灾害的发生,直接对开采设施和人员造成安全威胁。另外,天然气水合物的稳定存在条件一旦遭到破坏,导致大面积可燃冰不可控制的分解,进入大气中的甲烷气体易对大气环境造成影响。

  这些困难的解决,一方面需要开发适应海洋水合物开采的设备,同时还要避免水合物开采可能引发的海底地质灾害,另外,对于开采出的水合物中气体的运输问题也需解决。陆敬安说:“在这些困难当中,可能海底地质灾害问题较为突出。”目前,相关国家也正在开展研究,以评估可燃冰开采可能导致的海底灾害、环境影响,提出解决办法,为尽早开发利用可燃冰铺平道路。对于开采过程中如何保证海底稳定、甲烷气体不泄露等技术问题,各国都在争相开展相关研究,其中日本提出了“分子控制”方案,但目前各国尚无成熟的针对海底可燃冰的大规模商业开采方法。因此,总的来说,可燃冰商业化开采依旧距离我们很远。