去年的4月21日上午，在廣州黃埔南崗，大約有150名市民、學(xué)生及其他人員參加了一個(gè)題為“走近可燃冰”的科普講座。講座中傳出這樣的一個(gè)消息：“我國將在2017年開展海域天然氣水合物開采試驗(yàn)。”
一年后的5月18日上午，國土資源部部長姜大明宣布，我國海域天然氣水合物試采成功。姜大明表示，這次試采成功是我國首次、也是世界首次成功實(shí)現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開采。我國實(shí)現(xiàn)了在這一領(lǐng)域由“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
天然氣水合物是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。 天然氣水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃燒污染比煤、石油、天然氣都小得多，而且儲(chǔ)量豐富，全球儲(chǔ)量足夠人類使用1000年，因而被各國視為未來石油天然氣的替代能源。
國家發(fā)改委能源研究所原所長周大地在接受第一財(cái)經(jīng)1℃記者采訪時(shí)說，“這意味著，我們需要有很強(qiáng)的深海作業(yè)能力。因?yàn)殡x大陸越遠(yuǎn)，作業(yè)難度和成本就越高，相關(guān)技術(shù)、資源補(bǔ)給等能力要求也很高。”但他表示，隨著中國在這方面的能力不斷提升，可燃冰的大規(guī)模開發(fā)定能實(shí)現(xiàn)。
中共中央、國務(wù)院向參加這次任務(wù)的全體參研參試單位和人員發(fā)去賀電。賀電指出，海域天然氣水合物試采成功只是萬里長征邁出的關(guān)鍵一步，后續(xù)任務(wù)依然艱巨繁重。
遠(yuǎn)海作業(yè)，能源補(bǔ)給問題十分關(guān)鍵和難以解決。 “我們做好了為深海可燃冰開發(fā)提供相關(guān)資源的準(zhǔn)備。”在資源補(bǔ)給方面，中國某海上核動(dòng)力平臺(tái)研發(fā)單位的一位工程師在接受1℃記者采訪時(shí)說，“我們具備這個(gè)能力。”
起步晚成績大
勘探顯示，南海神狐海域有11個(gè)礦體，面積128平方公里，資源儲(chǔ)存量1500億立方米，相當(dāng)于1.5億噸石油儲(chǔ)量。
中國地質(zhì)調(diào)查局副局長李金發(fā)則表示，這次試采成功，將繼美國引領(lǐng)頁巖氣革命之后，由中國引領(lǐng)可燃冰革命，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)世界能源利用格局的改變。
在上述講“走近可燃冰”講座上，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局海洋礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查所副所長、國家水合物專項(xiàng)項(xiàng)目“南海天然氣水合物資源勘查”負(fù)責(zé)人梁金強(qiáng)介紹，天然氣水合物是一種由水分子和氣體分子組成的，具有三維籠狀分子結(jié)構(gòu)的似冰狀結(jié)晶化合物。外觀多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以像固體酒精一樣被點(diǎn)燃。
梁金強(qiáng)說，形成可燃冰有三個(gè)基本條件：溫度、壓力和充足的氣源。海底的低溫和高壓對于天然氣水合物的形成非常有利，因此世界上的天然氣水合物約有97%分布于海洋中，僅3%分布在陸地凍土帶。
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1體積的天然氣水合物大概可以分解為164體積的甲烷氣體。據(jù)估算，在世界各大洋中天然氣水合物總資源量大約相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總儲(chǔ)量的兩倍。
由于天然氣水合物的資源意義，從20世紀(jì)80年代開始，美國、英國、德國、加拿大、日本、印度、韓國等國家相繼投入巨資并制定了天然氣水合物勘查和開發(fā)的國家計(jì)劃來進(jìn)行本土和國際海底天然氣水合物的調(diào)查研究和評(píng)價(jià)工作，取得了一系列重大成果進(jìn)展。
中國天然水合物勘查起步相對較晚。
“對于海洋可燃冰的研究，我國是從1995年開始的，并于2007年5月成功獲取了可燃冰實(shí)物樣品，成為世界上第四個(gè)通過國家級(jí)開發(fā)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)可燃冰的國家。”中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局局長、試采現(xiàn)場指揮部總指揮葉建良介紹說。
1999年-2001年，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局獲得了天然氣水合物存在的多信息證據(jù)，并得到了國家高度重視。經(jīng)過努力，2002年，中國正式批準(zhǔn)設(shè)立天然氣水合物資源勘查專項(xiàng)。從此，正式踏上了大規(guī)模、多學(xué)科、多手段開展天然氣水合物資源調(diào)查的艱苦歷程。
2013年6月1日-9月8日，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在珠江口盆地實(shí)施了中國第二次天然氣水合物鉆探，鉆獲了大量塊狀、脈狀、分散狀等多種類型的水合物樣品，圈定礦藏面積55平方千米，控制資源量超過1200億立方米(折算成天然氣)。該航次首次在中國南海獲取了可視的塊狀天然氣水合物實(shí)物樣品。
這一新發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了中國海域可視水合物的空白，極大地豐富了中國海域水合物的賦存類型，是繼2007年鉆探航次后發(fā)現(xiàn)的新的水合物賦存類型，具有重大勘探實(shí)踐意義和重要的科學(xué)研究價(jià)值，是中國海域水合物資源調(diào)查勘探一個(gè)里程碑式的重大突破。
經(jīng)過多年努力， 從2017年5月10日起，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局從終于中國南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰礦藏開采出天然氣。截至5月17日15時(shí)，總量試采12萬立方米，最高產(chǎn)量達(dá)3.5萬立方米/天，平均日產(chǎn)超過1.6萬立方米，其中甲烷含量最高達(dá)99.5%。
時(shí)至今日，在可燃冰開采中，美國、加拿大在陸地上進(jìn)行過試采，但效果不佳。日本曾于2013年在南海海槽進(jìn)行了海上試采，但因出砂等技術(shù)問題失敗。2017年4月，日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，第一口試采井累計(jì)產(chǎn)氣3.5萬立方米，5月15日再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣。
海上核動(dòng)力平臺(tái)解決遠(yuǎn)海作業(yè)能源補(bǔ)給
據(jù)葉建良介紹， 此次試采實(shí)現(xiàn)了中國可燃冰勘查開發(fā)理論、技術(shù)、工程、裝備的完全自主創(chuàng)新，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。試采現(xiàn)場指揮部辦公室副主任謝文衛(wèi)則補(bǔ)充說，通過這次試采，中國實(shí)現(xiàn)了可燃冰全流程試采核心技術(shù)的重大突破，形成了國際領(lǐng)先的新型試采工藝。
本次開采試驗(yàn)還為后續(xù)研究提出了很多課題。下一步重點(diǎn)是研究如何解決本次試驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的一些問題，并在之后3—5年內(nèi)開展第二次試采，進(jìn)一步為商業(yè)化開采做好技術(shù)準(zhǔn)備。
“技術(shù)突破非常重要。”周大地說，盡管此次中國在可燃冰開采中取得了很大的技術(shù)性突破，要想實(shí)現(xiàn)深海商業(yè)化開采，還有一段路要走，因?yàn)?ldquo;越往深海走越不容易”。
一位不愿意透露姓名的業(yè)內(nèi)技術(shù)專家向1℃記者表示，南海海域自然環(huán)境變化多端，這給開采工作帶來了諸多不便，尤其給運(yùn)輸船舶帶來的影響非常大。“海上臺(tái)風(fēng)多，運(yùn)輸距離長。”
另一個(gè)難度就像周大地所說的一樣，在可燃冰開采過程中，如何實(shí)現(xiàn)資源補(bǔ)給是非常關(guān)鍵的。在這方面，上述接受1℃記者采訪的中國某海上核動(dòng)力平臺(tái)研發(fā)單位的工程師表示，他們正在研發(fā)的海上核動(dòng)力平臺(tái)可以為包括可燃冰在內(nèi)的中國油氣開采工作提供幫助。“從行業(yè)的角度來講，我們可以表個(gè)態(tài)，(我們?yōu)閹椭扇急拈_采)做了大量準(zhǔn)備。”
海上核動(dòng)力平臺(tái)，又稱海上浮動(dòng)核電站，是小型核反應(yīng)堆與船舶工程的有機(jī)結(jié)合，可為海洋石油開采和偏遠(yuǎn)島嶼提供安全、有效的能源供給，也可用于大功率船舶和海水淡化領(lǐng)域。海上核動(dòng)力平臺(tái)對中國開發(fā)利用新能源和全球能源的發(fā)展具有重大意義和深遠(yuǎn)影響。
2016年年初，國新辦舉行的國內(nèi)首部涉核領(lǐng)域的《中國的核應(yīng)急》白皮書透露，中國的海上浮動(dòng)核電站正在規(guī)劃當(dāng)中。中國致力于建設(shè)海洋強(qiáng)國，而這樣的核電站有利于中國對海洋資源進(jìn)行充分的挖掘利用。
“我國要建設(shè)海洋強(qiáng)國，對海上資源的開采非常重要。但在海上作業(yè)，能源補(bǔ)給是個(gè)關(guān)鍵問題，目前的方法是帶著柴油發(fā)電機(jī)，不僅費(fèi)事，對海洋環(huán)境也不好。同時(shí)，西沙、南沙群島有人居住和生活，他們所需的能源也要依靠柴油發(fā)電機(jī)。” 國防科工局副局長王毅韌此前說。
1℃記者從多個(gè)權(quán)威渠道獲悉，目前，中國核工業(yè)集團(tuán)、中國廣核集團(tuán)已經(jīng)與中國船舶重工集團(tuán)等船舶企業(yè)進(jìn)行了海上浮動(dòng)核電站的研發(fā)合作。 “進(jìn)展相對順利。”上述中國某海上核動(dòng)力平臺(tái)研發(fā)單位的工程師說。
這些工作為中國“領(lǐng)跑”可燃冰開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一年后的5月18日上午，國土資源部部長姜大明宣布，我國海域天然氣水合物試采成功。姜大明表示，這次試采成功是我國首次、也是世界首次成功實(shí)現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開采。我國實(shí)現(xiàn)了在這一領(lǐng)域由“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
天然氣水合物是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。 天然氣水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃燒污染比煤、石油、天然氣都小得多，而且儲(chǔ)量豐富，全球儲(chǔ)量足夠人類使用1000年，因而被各國視為未來石油天然氣的替代能源。
國家發(fā)改委能源研究所原所長周大地在接受第一財(cái)經(jīng)1℃記者采訪時(shí)說，“這意味著，我們需要有很強(qiáng)的深海作業(yè)能力。因?yàn)殡x大陸越遠(yuǎn)，作業(yè)難度和成本就越高，相關(guān)技術(shù)、資源補(bǔ)給等能力要求也很高。”但他表示，隨著中國在這方面的能力不斷提升，可燃冰的大規(guī)模開發(fā)定能實(shí)現(xiàn)。
中共中央、國務(wù)院向參加這次任務(wù)的全體參研參試單位和人員發(fā)去賀電。賀電指出，海域天然氣水合物試采成功只是萬里長征邁出的關(guān)鍵一步，后續(xù)任務(wù)依然艱巨繁重。
遠(yuǎn)海作業(yè)，能源補(bǔ)給問題十分關(guān)鍵和難以解決。 “我們做好了為深海可燃冰開發(fā)提供相關(guān)資源的準(zhǔn)備。”在資源補(bǔ)給方面，中國某海上核動(dòng)力平臺(tái)研發(fā)單位的一位工程師在接受1℃記者采訪時(shí)說，“我們具備這個(gè)能力。”
起步晚成績大
勘探顯示，南海神狐海域有11個(gè)礦體，面積128平方公里，資源儲(chǔ)存量1500億立方米，相當(dāng)于1.5億噸石油儲(chǔ)量。
中國地質(zhì)調(diào)查局副局長李金發(fā)則表示，這次試采成功，將繼美國引領(lǐng)頁巖氣革命之后，由中國引領(lǐng)可燃冰革命，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)世界能源利用格局的改變。
在上述講“走近可燃冰”講座上，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局海洋礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查所副所長、國家水合物專項(xiàng)項(xiàng)目“南海天然氣水合物資源勘查”負(fù)責(zé)人梁金強(qiáng)介紹，天然氣水合物是一種由水分子和氣體分子組成的，具有三維籠狀分子結(jié)構(gòu)的似冰狀結(jié)晶化合物。外觀多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以像固體酒精一樣被點(diǎn)燃。
梁金強(qiáng)說，形成可燃冰有三個(gè)基本條件：溫度、壓力和充足的氣源。海底的低溫和高壓對于天然氣水合物的形成非常有利，因此世界上的天然氣水合物約有97%分布于海洋中，僅3%分布在陸地凍土帶。
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1體積的天然氣水合物大概可以分解為164體積的甲烷氣體。據(jù)估算，在世界各大洋中天然氣水合物總資源量大約相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總儲(chǔ)量的兩倍。
由于天然氣水合物的資源意義，從20世紀(jì)80年代開始，美國、英國、德國、加拿大、日本、印度、韓國等國家相繼投入巨資并制定了天然氣水合物勘查和開發(fā)的國家計(jì)劃來進(jìn)行本土和國際海底天然氣水合物的調(diào)查研究和評(píng)價(jià)工作，取得了一系列重大成果進(jìn)展。
中國天然水合物勘查起步相對較晚。
“對于海洋可燃冰的研究，我國是從1995年開始的，并于2007年5月成功獲取了可燃冰實(shí)物樣品，成為世界上第四個(gè)通過國家級(jí)開發(fā)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)可燃冰的國家。”中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局局長、試采現(xiàn)場指揮部總指揮葉建良介紹說。
1999年-2001年，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局獲得了天然氣水合物存在的多信息證據(jù)，并得到了國家高度重視。經(jīng)過努力，2002年，中國正式批準(zhǔn)設(shè)立天然氣水合物資源勘查專項(xiàng)。從此，正式踏上了大規(guī)模、多學(xué)科、多手段開展天然氣水合物資源調(diào)查的艱苦歷程。
2013年6月1日-9月8日，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在珠江口盆地實(shí)施了中國第二次天然氣水合物鉆探，鉆獲了大量塊狀、脈狀、分散狀等多種類型的水合物樣品，圈定礦藏面積55平方千米，控制資源量超過1200億立方米(折算成天然氣)。該航次首次在中國南海獲取了可視的塊狀天然氣水合物實(shí)物樣品。
這一新發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了中國海域可視水合物的空白，極大地豐富了中國海域水合物的賦存類型，是繼2007年鉆探航次后發(fā)現(xiàn)的新的水合物賦存類型，具有重大勘探實(shí)踐意義和重要的科學(xué)研究價(jià)值，是中國海域水合物資源調(diào)查勘探一個(gè)里程碑式的重大突破。
經(jīng)過多年努力， 從2017年5月10日起，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局從終于中國南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰礦藏開采出天然氣。截至5月17日15時(shí)，總量試采12萬立方米，最高產(chǎn)量達(dá)3.5萬立方米/天，平均日產(chǎn)超過1.6萬立方米，其中甲烷含量最高達(dá)99.5%。
時(shí)至今日，在可燃冰開采中，美國、加拿大在陸地上進(jìn)行過試采，但效果不佳。日本曾于2013年在南海海槽進(jìn)行了海上試采，但因出砂等技術(shù)問題失敗。2017年4月，日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，第一口試采井累計(jì)產(chǎn)氣3.5萬立方米，5月15日再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣。
海上核動(dòng)力平臺(tái)解決遠(yuǎn)海作業(yè)能源補(bǔ)給
據(jù)葉建良介紹， 此次試采實(shí)現(xiàn)了中國可燃冰勘查開發(fā)理論、技術(shù)、工程、裝備的完全自主創(chuàng)新，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。試采現(xiàn)場指揮部辦公室副主任謝文衛(wèi)則補(bǔ)充說，通過這次試采，中國實(shí)現(xiàn)了可燃冰全流程試采核心技術(shù)的重大突破，形成了國際領(lǐng)先的新型試采工藝。
本次開采試驗(yàn)還為后續(xù)研究提出了很多課題。下一步重點(diǎn)是研究如何解決本次試驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的一些問題，并在之后3—5年內(nèi)開展第二次試采，進(jìn)一步為商業(yè)化開采做好技術(shù)準(zhǔn)備。
“技術(shù)突破非常重要。”周大地說，盡管此次中國在可燃冰開采中取得了很大的技術(shù)性突破，要想實(shí)現(xiàn)深海商業(yè)化開采，還有一段路要走，因?yàn)?ldquo;越往深海走越不容易”。
一位不愿意透露姓名的業(yè)內(nèi)技術(shù)專家向1℃記者表示，南海海域自然環(huán)境變化多端，這給開采工作帶來了諸多不便，尤其給運(yùn)輸船舶帶來的影響非常大。“海上臺(tái)風(fēng)多，運(yùn)輸距離長。”
另一個(gè)難度就像周大地所說的一樣，在可燃冰開采過程中，如何實(shí)現(xiàn)資源補(bǔ)給是非常關(guān)鍵的。在這方面，上述接受1℃記者采訪的中國某海上核動(dòng)力平臺(tái)研發(fā)單位的工程師表示，他們正在研發(fā)的海上核動(dòng)力平臺(tái)可以為包括可燃冰在內(nèi)的中國油氣開采工作提供幫助。“從行業(yè)的角度來講，我們可以表個(gè)態(tài)，(我們?yōu)閹椭扇急拈_采)做了大量準(zhǔn)備。”
海上核動(dòng)力平臺(tái)，又稱海上浮動(dòng)核電站，是小型核反應(yīng)堆與船舶工程的有機(jī)結(jié)合，可為海洋石油開采和偏遠(yuǎn)島嶼提供安全、有效的能源供給，也可用于大功率船舶和海水淡化領(lǐng)域。海上核動(dòng)力平臺(tái)對中國開發(fā)利用新能源和全球能源的發(fā)展具有重大意義和深遠(yuǎn)影響。
2016年年初，國新辦舉行的國內(nèi)首部涉核領(lǐng)域的《中國的核應(yīng)急》白皮書透露，中國的海上浮動(dòng)核電站正在規(guī)劃當(dāng)中。中國致力于建設(shè)海洋強(qiáng)國，而這樣的核電站有利于中國對海洋資源進(jìn)行充分的挖掘利用。
“我國要建設(shè)海洋強(qiáng)國，對海上資源的開采非常重要。但在海上作業(yè)，能源補(bǔ)給是個(gè)關(guān)鍵問題，目前的方法是帶著柴油發(fā)電機(jī)，不僅費(fèi)事，對海洋環(huán)境也不好。同時(shí)，西沙、南沙群島有人居住和生活，他們所需的能源也要依靠柴油發(fā)電機(jī)。” 國防科工局副局長王毅韌此前說。
1℃記者從多個(gè)權(quán)威渠道獲悉，目前，中國核工業(yè)集團(tuán)、中國廣核集團(tuán)已經(jīng)與中國船舶重工集團(tuán)等船舶企業(yè)進(jìn)行了海上浮動(dòng)核電站的研發(fā)合作。 “進(jìn)展相對順利。”上述中國某海上核動(dòng)力平臺(tái)研發(fā)單位的工程師說。
這些工作為中國“領(lǐng)跑”可燃冰開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
