“可燃冰”開發(fā)背后的市場機遇

CCS浙江分社 劉孟云

2013年3月12，日本資源能源廳宣布，“地球”號深海探測船當天上午從愛知縣附近渥美半島近海開采出“可燃冰”，這是全球首次成功在海底開采出“可燃冰”，成為世界上首個掌握海底可燃冰采掘技術的國家。消息一出，“可燃冰”開采再次成了熱門話題，這不僅顯示出日本在該領域的技術領先，而且必將刺激其他各國加速對“可燃冰”開采的推進力度。

綠色能源的開采現(xiàn)狀

天然氣水合物（NGH），因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，又被稱作“可燃冰”。它在一定溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等條件下，由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形結(jié)晶化合物。形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷，對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物。

“可燃冰”燃燒產(chǎn)生的能量比同等條件下煤、石油、天然氣產(chǎn)生的多得多，而且在燃燒以后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣或廢棄物，污染比煤、石油、天然氣等要小得多。科學家普遍認為，作為一種新型環(huán)保能源，可燃冰有望替代石油等傳統(tǒng)能源成為未來的主要能源。

自從1810年首次在實驗室發(fā)現(xiàn)天然氣水合物以來，各國在探索開發(fā)“可燃冰”的道路上就沒有停止腳步。迄今，世界上至少有30多個國家和地區(qū)在進行“可燃冰”的研究與調(diào)查勘探。其中，走在國際前列的日本已擁有七口鉆井，美國則從2000年起將“可燃冰”作為政府項目，與各大學和私營公司合作，進行勘測和實地研究。此外，加拿大、印度、韓國、挪威等國也紛紛開始投入勘探項目。

我國從2002年正式啟動的海域“可燃冰”資源調(diào)查與評價專項，目前已取得一系列成果，2007年首次在神狐海域鉆獲可燃冰實物樣品，證明南海可燃冰資源遠景良好。“十一五”期間，科技部863計劃設立了“海域可燃冰勘探開發(fā)關鍵技術”重大項目，投入8000多萬元資金，以國土資源部廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局為依托單位，聯(lián)合多所高校，針對“可燃冰”資源勘探所面臨的關鍵技術，并著眼于未來對這一新能源的開發(fā)利用，組織聯(lián)合攻關，形成了一系列關鍵探測技術。目前，專題調(diào)查團隊已圈出南海北部7個遠景區(qū)，19個成礦區(qū)帶，僅神狐鉆探區(qū)內(nèi)11個“可燃冰”礦體，面積就達到約23平方千米，氣體資源量約為194億立方米，控制資源量達到41億噸油當量。

“可燃冰”開采前景

“可燃冰”是一種新型綠色能源，因為1立方米“可燃冰”可釋放出160～180立方米的天然氣，其能量密度是煤的10倍，燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤炭的一半，能有效地減少地球溫室效應，而且其儲量巨大，現(xiàn)在探明的可燃冰儲量，分布面積就達4000萬平方公里，占地球海洋總面積的1/4，比全世界煤炭、石油和天然氣加起來的儲量還要多幾倍，且在這些“可燃冰”層下面還可能蘊藏著1.135×1020立方米的氣體。

但“可燃冰”勘探開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，涉及眾多的學科，如海洋地質(zhì)、地球物理、地球化學、流體動力學、熱力學、鉆探工程、地質(zhì)實驗技術和海洋環(huán)境等。開采技術復雜，世界上至今還沒有完美的開采方案，面臨的主要問題包括：開采不當可能誘發(fā)海底滑坡等地質(zhì)災害；開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中，造成的溫室效應超過二氧化碳；極易破壞海底生態(tài)環(huán)境和成本高昂等。

被譽為21世紀最具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，“可燃冰”的開發(fā)利用已經(jīng)成為當今世界科學研究的前沿之一，各國科學家們還是普遍認為，作為一種新型環(huán)保能源，“可燃冰”有望成為石油等傳統(tǒng)能源的替代品，成為未來世界的主要能源，開采難題將逐一突破。比如，日本研究人員對合成水合物研究發(fā)現(xiàn)，合成水合物在－15℃的溫度和大氣壓下保持穩(wěn)定狀態(tài)，科學家們正在從事相關的改進研究，以使“可燃冰”可以在低壓和0℃～30℃的溫度條件下保持穩(wěn)定狀態(tài)，這樣“可燃冰”的存儲問題就基本可以解決。

船舶與海洋工程發(fā)展新動力

隨著“可燃冰”的海底開采技術及“可燃冰”運輸船的傳輸技術等問題得以突破，其大規(guī)模的商業(yè)化將成為現(xiàn)實，屆時將為海洋工程勘探裝備、船舶制造帶來潛在的市場機遇。

運力優(yōu)勢，據(jù)東京燃氣公司和三井船舶工程公司的專家估計，地球表面的“可燃冰”儲量高達400萬億立方米。隨著“可燃冰”儲運技術的攻克，就可以用類似于溫度可控的貨船來運輸。通過計算人們發(fā)現(xiàn)，如將現(xiàn)有儲量的“可燃冰”用17萬噸的貨船一次性全部運輸?shù)脑挘擃愗洿男枨罅繉⑦_22.4億艘。

運輸優(yōu)勢，與LNG相比，“可燃冰”所攜帶的天然氣要少得多，1立方米LNG含天然氣600立方米，而1立方米的“可燃冰”的含氣體量僅有164立方米。但與LNG要在－163℃的條件下才能運輸相比，在標準氣壓環(huán)境下以凍結(jié)的小球形式存在“可燃冰”的運輸要求要寬松得多，運輸成本要比LNG運輸成本少25%。目前，一艘LNG船最少要耗資2.05億美金，而日本研究人員估計，僅用約7000萬美元就可以建造一艘10萬噸的類似于冷凍散貨船的可運輸“可燃冰”的船舶。無疑“可燃冰”運輸將給船舶制造業(yè)、航運業(yè)帶來良好的機遇。

目前，“可燃冰”的開采在鉆探、轉(zhuǎn)換和保存技術方面還在探索之中，距離商業(yè)應用還有一定的距離。但是，應該積極關注加強鉆探、轉(zhuǎn)換和儲運技術的前瞻性研究，大力開發(fā)與之配套的船舶和海洋工程，這將是造船業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的一個非常有前景的契機，將給造船業(yè)和航運業(yè)帶來新的經(jīng)濟增長點。