□ 魯東侯

根據(jù)日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省正式發(fā)布的《日本天然氣水合物開發(fā)計劃》，該國天然氣水合物發(fā)展正處于20年規(guī)劃中的第二階段，主要進行海洋生產(chǎn)試驗、評價天然氣水合物氣田的特性、研究海洋天然氣水合物開發(fā)系統(tǒng)，以及進行第二次陸上生產(chǎn)試驗的分析并進行長期試驗等。但從發(fā)展實踐看，日本發(fā)展天然氣水合物面臨投資、技術(shù)、安全環(huán)保和經(jīng)濟性等四大挑戰(zhàn)。

一是投資不足。根據(jù)日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省開發(fā)天然氣水合物的時間節(jié)點，從當(dāng)前至2018年是該資源前期研發(fā)的關(guān)鍵時期，需要巨額資金投入。但在國際油價持續(xù)走低和日本經(jīng)濟復(fù)蘇緩慢的大環(huán)境下，天然氣水合物的研發(fā)投入并不樂觀。2014年日本全國原油和LNG進口總額為2270億美元，而當(dāng)年日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省對天然氣水合物的研發(fā)預(yù)算僅為2.26億美元，占油氣進口總額的千分之一。如果日本政府不加大研發(fā)投資，預(yù)計很難在2023～2027年實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的目標(biāo)。

二是技術(shù)水平。實際上，真正限制日本天然氣水合物快速發(fā)展的是資源開發(fā)技術(shù)，現(xiàn)有各類開發(fā)假設(shè)都存在技術(shù)缺陷。減壓開發(fā)法是通過降低壓力促使天然氣水合物直接分解，不需要連續(xù)激發(fā)，成本較低，適合分布面積較廣的天然氣水合物開發(fā)，尤其適用于存在下伏游離氣層的天然氣水合物藏的開發(fā)。但此開發(fā)方式對天然氣水合物藏的性質(zhì)有特殊要求，只有當(dāng)天然氣水合物位于溫度與壓力平衡邊界附近時，減壓開發(fā)才具有可行性。熱力法開發(fā)是直接對天然氣水合物層進行加熱，使天然氣水合物層的溫度超過其平衡溫度，從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣。熱力法開發(fā)方式可實現(xiàn)循環(huán)注熱，開發(fā)過程所需時間較短，但至今尚未很好地解決熱利用效率低的問題，且只能局部加熱，因此有待進一步完善。而化學(xué)試劑注入法初期能量輸入低，但所需的化學(xué)試劑昂貴，還伴隨較大的環(huán)境風(fēng)險。此外，日本學(xué)者還提出二氧化碳置換開發(fā)和固體開發(fā)等新的開發(fā)方式假設(shè)，但都存在開發(fā)工藝復(fù)雜、開發(fā)過程中有工程安全和環(huán)境保護風(fēng)險等難點。

三是安全與環(huán)保風(fēng)險。根據(jù)現(xiàn)有資料和研究成果，天然氣水合物開發(fā)過程中存在巨大的安全與環(huán)保風(fēng)險。從資源賦存方式看，天然氣水合物結(jié)構(gòu)嵌入在海底，成為該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的一部分，但當(dāng)前尚不能完全了解天然氣水合物在深海低溫高壓條件下保持穩(wěn)定的條件和結(jié)構(gòu)。在天然氣水合物的開發(fā)過程中，極有可能導(dǎo)致其在海洋中發(fā)生液化，一是可能破壞現(xiàn)有的區(qū)域海洋生態(tài)系統(tǒng)；二是可能改變海底及大陸架的地質(zhì)構(gòu)造，誘發(fā)地震乃至大規(guī)模的海嘯，給日本和周邊國家?guī)碜匀粸?zāi)害風(fēng)險。

此外，開發(fā)的過程中可能伴有規(guī)模不可控的甲烷等氣體釋放，會對海洋環(huán)境和大氣環(huán)境產(chǎn)生難以估測的不利影響。單位體積的甲烷在空氣中釋放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是等體積二氧化碳的30倍，將極大地加劇全球氣候變暖，可能會對全球生態(tài)環(huán)境造成災(zāi)難性的后果。

四是經(jīng)濟性不足。未來天然氣水合物的生產(chǎn)成本必須大幅降低，才能獲得市場的認(rèn)可。以同樣將氣化成天然氣供應(yīng)市場的LNG資源為例，2011～2014年日本進口LNG價格在16.4～18.5美元/百萬英熱單位，考慮2014年下半年來國際油價持續(xù)走低等因素，預(yù)計2015年日本LNG進口均價可能低至7～10美元/百萬英熱單位。但根據(jù)現(xiàn)有工藝測算，天然氣水合物制成天然氣的成本高達30～50美元/百萬英熱單位，毫無經(jīng)濟性可言。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省也意識到經(jīng)濟制約性，已計劃于2018年實現(xiàn)200萬立方英尺/日的試采產(chǎn)量，并力圖將成本降低至16美元/百萬英熱單位。

為克服上述難題對天然氣水合物開發(fā)的挑戰(zhàn)，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省計劃分四步加快天然氣水合物發(fā)展步伐：第一步，在2015年內(nèi)完成新一輪天然氣水合物測試，并嘗試在海上安裝天然氣水合物相關(guān)開發(fā)裝置；第二步，計劃在2018年結(jié)束前，按照商業(yè)化生產(chǎn)的原則嘗試對周邊海域天然氣水合物資源進行開發(fā)；第三步，根據(jù)嘗試開發(fā)階段遇到的問題，有針對性地重點突破儲層類型認(rèn)識、降低井口壓力、水合物開采及控制以及環(huán)境保護等技術(shù)難點；第四步，在前三步合理實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，暫定2023～2027年商業(yè)化開發(fā)其豐富的天然氣水合物資源。