可燃冰：“高温”下的冷思考

　　谁会想到，一种神奇的、且冰冷的“小冰块”会燃起熊熊火焰？没错，就是这种“冰块”使交融从不可能变成可能。

　　日前，国土资源部中国地质调查局对外宣布，我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功。

　　什么是可燃冰？简单来说就是水和甲烷在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质，存在于海底或陆地冻土带内。由于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点燃，因此被形象地称为“可燃冰”。

　　虽然从宣布的消息来看只有短短几行字，但足以看出它的分量。消息一经公布立即火暴国内外。

　　华南智慧创新研究院院长曾海伟认为，这是我国在掌握深海进入、深海探入、深海开发等关键技术上的重大突破。同时也标志着中国在深海开发可燃冰技术上走在了世界前列，这对推动能源生产和消费具有重要而深远的影响。

　　不过，曾海伟在接受《中国产经新闻》记者采访时说，目前只是试采并不是商业化开采，它的主要意义就是引起全球对可燃冰这一清洁能源的重视。

　　据2016年相关部门发布的《中国能源矿产地质调查报告》显示，我国可燃冰预测远景资源量超过了1000亿吨油当量，开发前景广阔。

　　日前，国土资源部中国地质调查局副局长李金发表示，这一次天然气水合物的试开采成功，将会是继美国引领页岩气之后的，由我国引领的天然气水合物，将会推动整个世界能源利用格局的改变。

　　那么，在外媒的眼中是如何看待可燃冰试采成功呢？据《南德意志报》报道，天然气水合物也被称作“可燃冰”，因为这种冰雪一样的块状物在室温条件下即可自燃。这种物质是水和天然气的主要成分甲烷的混合物。在天然气水合物中，水就像一种晶格包裹着承载能量的甲烷。该物质结构仅在高压和低温条件下才是稳定的，因此天然气水合物主要存在于海底沉淀物或北极永久冻土层中，对中国而言，开采天然气水合物具有重要战略意义。

　　新加坡国立大学化学工程师普拉文·林加对英国公司说，与日本的开采相比，“中国科学家采得的天然气要多得多”。这是在该项技术发展中取得的“巨大进步”。

　　据塔斯社发布消息说，中国专家是从水深1.2千米的海底提取出样品。水下井位于东南方向285公里处。据悉，1立方米的该物质等同于160立方米的气态天然气。加100然气的汽车能够行驶300公里。如果汽车能够加入“可燃冰”，那么理论上100升“可燃冰”可跑5万公里。显然，该技术完全可能使世界油气价格“崩溃”。

　　经济学家宋清辉在接受《中国产经新闻》采访时说，1立方米的可燃冰分解后可以出164立方米的天然气，可见可燃冰能量密度非常之高，而且在同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比石油、天然气、煤炭要多出10倍之多。因此，可燃冰的成功开采战略意义重大，或会推动整个世界能源利用格局的重大改变。

　　资料显示，这种天然气水合物在全球范围内都广泛存在，全球约有27%的陆地是可形成可燃冰的潜在地区;而在全球边缘海、深海槽区及大洋盆地中，有利于形成可燃冰的海区面积更是高达18.9亿平方千米。

　　据国际咨询机构欧亚集团负责全球能源和自然资源研究的主管皮尔森更是乐观地声称，可燃冰几乎无处不在，储量上比页岩油气等非常规能源更可观。

　　通过梳理资料记者了解到，除了我国试采可燃冰外，多年前，美国、日本、印度、韩国和也在同样实施天然气水合物开采研究项目。据美国能源部预测，全球可燃冰中蕴藏着大约2800万亿到28000万亿立方米甲烷。相比之下，2015年全球天然气开采量约为35亿立方米，还不足天然气水合物储量的千分之一。

　　不可否认，可燃冰是新的一种海洋清洁能源，而我国在其深海试采也已经实现了巨大的突破性成功。不过，欣喜之余还需冷思考。

　　从20世纪60年代开始，目前世界上已有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。至今已有中国、美国、、日本、等30个国家和地区开展了可燃冰的调查研究。

　　之前，本报也报道了可燃冰实现商业化最大的“拦虎”便是开采成本高，可燃冰要真正实现商业开发，产生经济效益，估计还尚待时日。

　　那么，或改变能源格局的可燃冰除了成本高外，还有哪些问题阻碍其产业化发展呢？

　　“当前只有4个国家进行了实验性开采，而今有苏联在西伯利亚的Messoyakha气田在商业化上成功进行了可燃冰的商业化开发。”中宇资讯分析师孙阳在接受《中国产经新闻》记者采访时说，历经近半个世纪的研究，对可燃冰的利用都没有实现大规模的商业利用，可见开采的难度。

　　据相关报道称，日本于2013年尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷，但是由于海底砂流入开采井，试验仅6天就中断。而我国最近试采可燃冰的方法与日本相同，也是“减压法”。本次试采中，该减压方式有没有新的技术突破？有业内人士分析，从目前所了解的情况分析，可能并没有技术上的重大突破。

　　孙阳说，可燃冰形成的必要条件是低温和高压，因而它主要存在于冻土层和海底坡中。从技术层面来看，国内外常见的开采技术主要包括注热开采法、降压开采法、化学剂开采法及几种开发方式相结合的开采方法。无论采取哪种方案，由于可燃冰结构的特殊性和海底的复杂性，对可燃冰矿藏的开采都将面临很多困难。

　　孙阳还认为，可燃冰在常压下不能稳定存在，稳定超过20摄氏度就会分解，解决储存问题也成为可燃冰被大规模开发利用的关键。

　　除了上述业内人士分析的难题外，其实，可燃冰在开采中遇到的另一难题便是防砂难题。记者在采访中了解到，早在2013年日本就试采中因为海底流砂进入开采井最终中止。今年4月份，日本在同一水域进行第二次试采，第一口试采井累计产气3.5万立方米，5月15日再次因为出砂问题最终导致终止试采。

　　宋清辉认为，从经济性考虑，开采可燃冰的成本巨大，同时在开采的过程中还面临着不少技术、等难题。首先，可燃冰形成的条件是低温高压，目前在现有的技术条件下开采，采燃冰的开采十分困难，需要地质钻探、样品取存等方面的尖端技术以及造价昂贵的先进设备；其次，可燃冰的开采过程中需要防止大量不溶于水的甲烷到空气中，从而造成污染。最关键的是在海底开发或许会造成生态，造成滑坡、塌陷、海啸、气候变暖等环节灾害。

　　业内观察者认为，相较特殊的开采技术，更难的是特殊的生态技术，开采过程中如果发生甲烷泄漏，很可能引起大规模的温室效应——甲烷的温室效应是二氧化碳的22倍。

　　孙阳说，当前发现的诸多问题，需要在未来的勘探开发中突破创新，例如，由于地层复杂而导致施工困难很大，测井数据采集需要面对高排量与低排量钻进之间的矛盾。一方面，泥浆比重配置、钻井安全及地层防漏问题的协调；另一方面，地层可动水含量少对测试过程控制造成的困难，以及如何解决长期开采防砂、稳产等难题。

　　从上述业内专家的分析可以看出，可燃冰的商业化道还需要很长一段时间，而在这条道上还存在不少“拦虎”。

　　不过，在开采技术方面，孙阳介绍，我国创新性地提出了地层流体抽取试采法，这也有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题，另外在储层增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术上，实现了安全可控的试采可燃冰。

　　孙阳预测，我国将在2020年前后突破天然气水合物的开发，实现能够适应工业化开发规模的工艺、技术和设备完善，到2030年前后实现天然气水合物的商业开发。

　　事实上，随着科学技术的不断发展，这些阻碍可燃冰商业化的障碍终将会得到妥善的解决。