可燃冰勘探成未来能源发展研究重点

    近日,在广州召开的全国“海洋地质、矿产资源与环境”学术研讨会上,可燃冰的勘探成果及展望成为关注焦点之一。
   
    上世纪60年代末,美国在深海钻探中发现了海底可燃冰,前苏联也发现了世界上第一个可燃冰矿田——麦索亚哈气田。自此,全球开始掀起大规模研究、探测和勘探天然气水合物藏的热潮。目前,至少已有40多个国家,针对可燃冰展开了国家级的资源调查和研究工作,并已调查发现可燃冰的矿点共有100多处。仅在我国南海北部圈出的7个远景区、19个成矿区带、25个成矿区块内,可燃冰的远景资源量就达到上百亿吨油当量。
   
    据有关资料显示,全球可燃冰总量大约相当于已探明传统化石燃料碳总量的两倍,可供人类使用上千年;而我国仅海域可燃冰的远景资源量就与海域和陆地油气资源量相当。通过发展研究可燃冰,世界许多国家可能实现能源自给,现存的世界能源贸易可能将彻底改变。
    
    世纪能源
    
    可燃冰是一种能量密度很高的清洁能源。通常1立方米的可燃冰在常温常压下最高可分解出170多立方米的甲烷气体,是石油、天然气最理想的接替能源,被誉为21世纪的绿色能源。而由于可燃冰成分与人们平时所使用的天然气成分相近,但更为纯净,开采时只需将固体的可燃冰升温减压就可释放出大量的甲烷气体,因此被誉为21世纪最具有商业开发前景的战略资源之一。
   
    根据国外有关资料,可燃冰在世界范围内广泛存在,这一点已得到广大研究者的公认。在地球上大约有27%的陆地是可以形成可燃冰的潜在地区,而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。据估算,全球可燃冰蕴藏的天然气资源总量约为2.1×1016立方米,相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,最新的估计高达1.2×1017立方米可供人类使用上千年。通过发展研究可燃冰,世界许多国家可能实现能源自给,现存的世界能源贸易可能将彻底改变。
    
    中国战略
    
    当前石油短缺已成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈,2009年我国原油进口近2亿吨,对外依存度超过50%,急需寻找新的替代能源。根据相关研究报道,我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源,我国海域可燃冰远景资源量可达几百亿吨油当量,资源潜力巨大,大约与我国海域和陆地油气资源量相当。因此中国也势必深入开展可燃冰勘探研究,以解决能源短缺的问题。
   
    目前,历经近10年的勘查,我国海域可燃冰资源调查取得了一系列开创性成果。不仅通过对形成条件的研究,划分天然气水合物有利成矿区;还通过天然气水合物形成的温压、沉积、构造、气源等条件分析,依据天然气水合物的地球物理、地质、地球化学异常识别,进行远景区、成矿区带、成矿区块、钻探有利区块圈定。据悉,目前可燃冰已纳入国家“十二五”能源发展规划,未来还将进一步加大投入。
    
    应用瓶颈
    
    目前,可燃冰的勘探、开发、应用还存在着不少障碍。比如,可燃冰中的甲烷,其温室效应为二氧化碳的20倍,全球海底可燃冰中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍,若有不慎,让可燃冰中的甲烷气逃逸到大气中去,将产生无法想象的后果。而可燃冰开采过程中,也可能导致海底软化,引发地质灾变。又比如,可燃冰大多数的矿床地点很可能都过于分散,因而也不利于经济开采。
   
    科学界对可燃冰勘探研究还没有达成广泛共识,有人对可燃冰的巨大资源潜力持有怀疑态度,也有人对未来开发可燃冰对环境的破坏表示担忧。仅仅落实到技术层面,也面临很多问题。目前为止,唯一一个实现水合物开发的地方是位于西伯利亚冻土带的麦索亚哈气田,美国、加拿大也已经在陆地冻土带成功实现试开采,陆上开采技术将逐渐成熟。相比而言,海洋可燃冰开采从技术层面看要比陆地困难得多。对于中国来说,由于发达国家知识产权和技术保护等原因,国内研发进展缓慢,如钻探取样技术、调查装备、试采开发技术等方面跟国外差距比较大。
   
    但是,经过科学家的努力,这些问题在不久的将来可望得到解决。例如,目前科学家已经着手开展可燃冰与二氧化碳置换技术研究,其目的不仅可以更加科学合理开发可燃冰资源,而且起到减排二氧化碳、保护地球环境的重要作用。一旦开采技术获得突破性进展,那么可燃冰将立刻成为21世纪的主要能源。
    
    名词解释
    
    可燃冰的学名叫“天然气水合物”,它是在低温、高压条件下由天然气与水分子结合而成的。组成天然气的成分,如CH4(甲烷)、C2H6(乙烷)、C3H8(丙烷)、C4H10(异丁烷)等同系物以及CO2(二氧化碳)、N2(氮气)、H2S(硫化氢)等,可形成单种或多种天然气水合物。纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,可以像固体酒精一样直接被点燃,因此,又被形象地称为“可燃冰”。