5月27日,來自國土資源部廣州海洋地質調查局的消息再次讓人們把目光投向可燃冰。我國第一艘自行設計的可燃冰綜合調查船“海洋六號”,近日再次深入南海北部區域進行新一輪“精確調查”。
擬于明年進行實物取樣
我國1999年起開始對海洋可燃冰開展實質性調查研究,在南海北部神狐海域和青藏高原發現了可燃冰,并于2007年5月成功獲取了可燃冰實物樣品,成為世界上較少的在海洋和陸地都發現可燃冰的國家。這次對可燃冰成礦規律的新一輪研究,讓人們對可燃冰的未來充滿期待。如果取樣條件具備,我國計劃明年再次開鉆獲取可燃冰新樣品。
此前引發世界關注可燃冰的是今年2月15日,日本宣布深海探測船“地球號”在人類歷史上第一次開始鉆探海底可燃冰。如果進展順利,日本擬于明年1月至3月實施生產試驗,并希望在2018年實現商業生產。
在油價高企的當下,關于可燃冰的一條條消息,為渴望早日用上這種理想清潔能源的人們帶來了新希望。
南海可燃冰開采潛力巨大
可燃冰又稱天然氣水合物,是天然氣和水在低溫、高壓條件下形成的一種白色或灰色固體結晶物質,因形似冰塊,故俗稱可燃冰。可燃冰中甲烷的濃度一般能達80%至90%左右,燃燒值高而且清潔無污染,被許多國內外專家認為是21世紀最佳的接替能源。世界上大部分可燃冰資源大多分布在海底,不過加拿大、美國、中國均先后在陸域上發現了大量可燃冰資源,我國陸域上可燃冰資源主要分布在青藏高原的凍土層里,據稱預估儲量至少可達350億噸油當量。
據中國科學院南海所兼廣州氣水合物研究中心研究員閻貧介紹,我國海域中渤海以及黃海海域均不具備可燃冰的產生條件,東海靠近沖繩海槽一片海域分布著部分可燃冰資源,不過大部分儲量應該集中分布在南海海域。根據南海海底地質狀況估算,可燃冰的儲量大約可為常規油氣儲量的兩倍,即600億立方米左右,但實際儲量還需進一步探明。2010年年底,由廣州海洋地質調查局發布的報告顯示,科考人員在我國南海北部神狐海域鉆探目標區內圈定11個可燃冰礦體,儲量約為194億立方米,且據稱只是“冰山一角”。
可燃冰的利與弊
■高效無污染,能量密度是煤的10倍
可燃冰像固體酒精一樣可被直接點燃,1立方米就可釋放出164立方米天然氣,其能量密度是煤的10倍。具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點,是公認的地球上尚未開發的大規模新型能源。
■資源量大,海底儲量可供人類使用1000年
有關專家表示,可燃冰在世界范圍內分布廣,資源量大,全球儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍,是本世紀能夠解決人類能源危機的最具開發前景的新型能源。
據科學家測算,海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。這種新型能源一旦得到開采,將使人類的燃料使用史延長幾個世紀。
■富含甲烷,開采不當將明顯加劇全球變暖
可燃冰在常溫和常壓環境下極易分解釋放甲烷,稍有不慎就可能釀成環境災難。這種特性使獲取可燃冰和開采煤與石油不一樣,需要以最安全最有效的手段開采和儲存。
專家認為,開發天然氣水合物容易引發溫室效應、海底滑坡以及破壞海洋生態平衡等。在沒有解決開發天然氣水合物對自然界環境的影響問題之前,天然氣水合物還不能像常規一次性礦產資源那樣大量開采。
甲烷作為強溫室氣體,對大氣輻射平衡的影響僅次于二氧化碳。據測算,全球天然氣水合物中蘊含的甲烷量約是大氣圈中的3000倍,而天然氣水合物分解產生的甲烷進入大氣的量即使只有大氣甲烷總量的0.5%,也會明顯加速全球變暖的進程。
■甲烷排入海水將造成海洋環境改變,甚至引發海嘯
除溫室效應外,海底天然氣水合物開采還會帶來更多問題。例如,甲烷氣體如果排入海水,其氧化作用會消耗大量氧氣,對海洋微生物生長發育帶來危害;如果排入海水的甲烷量特別大,還可能造成海水汽化和海嘯等,造成巨大的危害。
此外,天然氣水合物在開采過程中還會分解產生大量的水,釋放巖層孔隙空間,使其賦存區地層發生固結性變差,引發海底滑塌等地質災變。
商業開采時機未到
據閻貧介紹,可燃冰雖然儲量不小,但是與常規油氣相比,在實際開采中存在著一系列困難。首先是分布區域較為分散,一次鉆探開采的效率較低,而且由于其物理形態在常溫常壓中不穩定,因此在開采過程中還需要進行加熱汽化,這些無疑提高了開采的成本。此外,可燃冰主要分布在海底淺層,地質狀況不穩定,容易發生滑坡,增加了搭設鉆探井架的難度。最重要的是,在基層不穩的前提下,開采時若操作不利則非常容易引起大規模氣體泄漏,造成環境災難。
由于上述原因,目前各國對可燃冰的開發均尚未進入商業開采階段,但美國、日本、加拿大、俄羅斯等國都投入了大量人力和資金進行可燃冰的研究開發。日本由于國土狹小,能源短缺,在研究和開采可燃冰方面表現得尤為積極,并在2001年即出臺了一個為期18年的“可燃冰開發計劃”。今年年初,日本啟動可燃冰鉆探試驗作業,在全球各國中率先進行可燃冰的海底生產,計劃在2018年實現商業開采目標。
來源:《科技日報》