可燃冰商業(yè)化重塑能源格局

姚堯

只有商業(yè)化才能實現(xiàn)可燃冰對全球能源格局的重塑。

5月18日，我國成功試采可燃冰的消息瞬間引爆朋友圈。一直不溫不火的“可燃冰”秒變街頭焦點。

可燃冰無疑是一種儲量極為豐富的清潔能源，但果真具有改變世界能源格局的實力嗎？某業(yè)內(nèi)人士告訴《中國經(jīng)濟(jì)信息》記者，雖然我國在這一領(lǐng)域后發(fā)先至，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，但只有實現(xiàn)商業(yè)化開采，才可能實現(xiàn)在全球大規(guī)模生產(chǎn)和消費(fèi)這一資源的苑景。而現(xiàn)在提及“重塑世界能源格局”顯然為時尚早。

“后來者”居上

6月2日，在國土資源部舉行的新聞發(fā)布會上，公布了我國南海神狐海域天然氣水合物試采的最新進(jìn)展。截至5月26日，試采井連續(xù)產(chǎn)氣16天，平均日產(chǎn)超過1萬立方米。5月27日起，已展開溫度、壓力變化對儲層等影響的其他研究。至6月初，已連續(xù)產(chǎn)氣超過二十多天，平均日產(chǎn)8350立方米，氣壓氣流穩(wěn)定，井底狀態(tài)良好。

對于一直廣受關(guān)注的環(huán)境問題，中國地質(zhì)調(diào)查局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，在取得了穩(wěn)定氣流的同時，保障了環(huán)境安全。目前，海底地層穩(wěn)定，海水中和大氣里的甲烷含量也處于正常水平。

可燃冰，又稱“天然氣水合物”， 二十世紀(jì)六十年代才進(jìn)入人類視野。這種由水和天然氣在高壓、低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，被公認(rèn)為將深刻影響人類能源的生產(chǎn)和消費(fèi)。

自1999年我國開始對可燃冰資源進(jìn)行調(diào)查研究以來，已經(jīng)形成以生產(chǎn)平臺、海底挖溝埋管船、潛水作業(yè)船、卸油船、各類鉆井平臺、起重船等為主體的海洋工程裝備體系。據(jù)了解，在海洋石油工程裝備領(lǐng)域，一直是歐美國家的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。但在可燃冰領(lǐng)域，我國僅用不到二十年的時間就實現(xiàn)了“后來者”居上。

自2017年3月28日起，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局開始在南海神狐海域開鉆第一口試采井。5月10日下午14時52分點火成功，從水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物礦藏開采出天然氣，超額完成了“日產(chǎn)萬方、持續(xù)一周”的預(yù)定目標(biāo)，實屬世界首次。

特別值得一提的是，承擔(dān)此次試采任務(wù)的鉆井平臺“藍(lán)鯨1號”也是完全由我國自主設(shè)計建造的。平臺長117米，寬92.7米，高118米，最大作業(yè)水深3658米，最大鉆井深度15240米，是目前全球作業(yè)水深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺，可在全球深海作業(yè)。設(shè)備制造商，中集集團(tuán)CEO兼總裁麥伯良表示，“‘藍(lán)鯨1號代表了當(dāng)今世界海洋鉆井平臺設(shè)計建造的最高水平，將我國深水油氣勘探開發(fā)能力帶入世界先進(jìn)行列。”

點燃全球熱情

不僅中國，5月11日，美國能源部下屬的國家能源技術(shù)實驗室也宣布，在墨西哥灣深水區(qū)進(jìn)行了首次鉆探。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省資源能源廳也在5月4日宣布，日本石油天然氣金屬礦物資源機(jī)構(gòu)成功從日本近海海底埋藏的可燃冰中提取出了甲烷。

而早在2013年3月，日本就已在愛知縣海域進(jìn)行了可燃冰開采作業(yè)。雖然，由于裝置混入了泥沙而不得不提前終止并宣告失敗。但依然成為世界上首個掌握海底可燃冰采掘技術(shù)的國家。

可燃冰一直被國際社會公認(rèn)為煤、石油等能源的最佳替代者。目前，世界上有30多個國家和地區(qū)正在對可燃冰進(jìn)行研究與調(diào)查勘探。

1960年，前蘇聯(lián)在西伯利亞首次發(fā)現(xiàn)可燃冰。美國在1969年就開始了可燃冰調(diào)查，現(xiàn)在每年用于可燃冰研究的財政撥款已達(dá)上千萬美元。日本雖然起步于九十年代，但已基本完成周邊海域的可燃冰調(diào)查與評價。此外，印度、韓國和加拿大等國也在實施可燃冰開采研究項目。雖然各國在可燃冰的探測、基礎(chǔ)研究和先導(dǎo)鉆探試驗等諸多方面都在加快推進(jìn)，但各國均未能實現(xiàn)大規(guī)模開采。

與日本的海底可燃冰開采相比，我國試采的神狐海域可燃冰礦屬于泥質(zhì)粉砂型儲層，而這種類型的可燃冰占全球90%以上。由于砂細(xì)導(dǎo)致滲透率更差?！伴_采時好比在豆腐上打鐵，用金剛鉆繡花，稍有不慎就會導(dǎo)致大量砂石涌進(jìn)管道，造成開采失敗。”試采現(xiàn)場指揮部首席科學(xué)家、中國地質(zhì)調(diào)查局“李四光學(xué)者”盧海龍說。同時神狐海域的可燃冰水深大、儲層埋層淺，這都無形中加大了施工難度。

為此，我國科學(xué)家采用降壓法，將海底原本穩(wěn)定的壓力降低，從而打破了可燃冰儲層的成藏條件，之后，再將分散在類似海綿空隙中一樣的可燃冰聚集，利用我國自主研發(fā)的一套水、沙、氣分離核心技術(shù)最終將天然氣取出。降壓方案是這次試采成功一個關(guān)鍵因素，也是從理論到技術(shù)方法的一次創(chuàng)新。

中國在這一領(lǐng)域的快速進(jìn)展似乎在一夜間點燃了全球?qū)扇急臒崆?。外媒在報道中指出，此次“巨大進(jìn)步”第一次讓世界看到了希望。

英國廣播公司說，“與之前日本的研究成果相比，中國科學(xué)家成功開采出更多的天然氣。這是第一次，人們終于開始相信大規(guī)模開采可燃冰前途光明。”CNN引用中國媒體的報道稱，中國實現(xiàn)了“歷史性突破，將會推動整個世界能源利用格局的改變”。

重朔能源格局？

中國是一個富煤、貧油、少氣的國家，對石油進(jìn)口高度依賴。據(jù)中國海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，今年3月，中國原油進(jìn)口量升至每天近920萬桶高位，是全球第一大原油進(jìn)口國。面對能源安全、大氣污染等亟待解決的問題，可燃冰不僅對中國具有戰(zhàn)略意義，也存在改變世界能源格局的可能。

前景雖然廣闊，但可燃冰也不是沒有問題。“失壓”、“海底滑坡”、“出砂”、“分解”等都是可燃冰開采過程中必須要面臨的難題。

可燃冰是在高壓、低溫的條件下形成的。一旦失壓，或者溫度升高，就會變成氣體，體積急劇增大160多倍。在海底，天然氣水合物賦存于泥質(zhì)粉砂中。一旦鉆孔密封不好，大量海水灌入，可能造成更大范圍內(nèi)的失穩(wěn)，大量的溫室氣體逸出，甚至引發(fā)海底滑坡和更大的災(zāi)害。在凍土、泥砂中，天然氣水合物因為混合了砂礫，開采過程中一旦出砂將很難處理。天然氣水合物一旦開采出來，如果管道密封保護(hù)不好，甲烷氣體就會逸出。所以，其開采的難點，不在于從海底或凍土中把它們采出來，難點在于有序、可控，不發(fā)生地質(zhì)等次生災(zāi)害。例如，地質(zhì)學(xué)家就將8000年前的一場毀滅性崩塌歸因于天然氣水合物。當(dāng)時，挪威海岸外出現(xiàn)了高達(dá)6米的海浪。研究人員推測，甲烷氣體在海底的爆炸性釋放引發(fā)了這場史前自然災(zāi)難。

但可燃冰的巨大儲量的確誘人?？扇急鶅α烤烤褂卸啻?，各方統(tǒng)計雖然存在差異。不過可以肯定的是，其儲量巨大，甚至可能超過其他所有已知化石燃料所含有的能源總量。以目前的能源消費(fèi)速度，可燃冰可滿足約800年全球天然氣需求。而我國的可燃冰儲量也是相當(dāng)豐富。

僅僅儲量豐富和技術(shù)突破就能帶來可燃冰的大規(guī)模使用嗎？答案是否定的。因為可燃冰的大規(guī)模應(yīng)用離不開商業(yè)化開發(fā)。根據(jù)國土資源科技創(chuàng)新規(guī)劃，預(yù)計到2020年我國將實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化試采。

所謂成功的商業(yè)開采，必須有足夠的量且經(jīng)濟(jì)可行，不能對環(huán)境造成太大影響。前述業(yè)內(nèi)人士表示，這至少需要國際油價足夠高才能促使資本向這一領(lǐng)域流動。“與技術(shù)相比，更重要的是資金?！?廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟(jì)研究中心所長林伯強(qiáng)在接受《中國經(jīng)濟(jì)信息》記者采訪時曾經(jīng)表示。

林伯強(qiáng)認(rèn)為，“可燃冰開發(fā)面臨的最大問題是如何說服投資者，眼下大家都在觀望，等待時機(jī)，只有當(dāng)上萬億的資金涌入這一行業(yè)，才能帶來翻天覆地的變化?！?也只有當(dāng)可燃冰真正迎來投資高潮時，才可能重塑世界能源格局。