可燃冰資源開發(fā)大有可為

李朝林

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求不斷提高，在全球范圍內(nèi)展開了曠日持久的能源之爭，在世界范圍內(nèi)多次因爭奪能源而屢次爆發(fā)戰(zhàn)爭。美國發(fā)動的伊拉克戰(zhàn)爭、利比亞戰(zhàn)爭、中東戰(zhàn)爭、中日的釣魚島、中越的西沙、南沙群島、中菲的黃巖島之爭等多與爭奪石油、天然氣等資源有關(guān)，能源已經(jīng)成為全球政治經(jīng)濟(jì)之爭的焦點(diǎn)問題。在廣泛開發(fā)使用傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣資源的同時(shí)，探索、開發(fā)、使用新能源從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)，越來越受到世界各國政府的關(guān)注?？扇急鳛橐环N新興的自然資源，一種即將大規(guī)模開發(fā)的新能源，越來越受到業(yè)界的關(guān)注，也成為世界資源爭奪的重點(diǎn)之一。

可燃冰并不是傳統(tǒng)意義的那種“冰”，它像“冰”但“可燃”。可燃冰就是天然氣水合物，是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時(shí)組成的類冰的結(jié)晶化合物。它分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，被稱作“可燃冰”，或“固體瓦斯”、“氣冰”。

可燃冰作為一種新興的環(huán)保型能源，具有廣闊的市場前景，開發(fā)和使用天然冰作為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新能源大有可為，前景非常廣闊。

可燃冰是高效環(huán)保的新能源

傳統(tǒng)能源多指化石性的能源，即煤炭、石油、天然氣，雖然可燃冰也是化石性能源，但是不包括在傳統(tǒng)的化石性能源系列之內(nèi)，屬于近些年剛剛發(fā)現(xiàn)、有待開發(fā)的新能源。天然可燃冰里甲烷占80～99.9%，其成份與日常使用的天然氣成分相近，且更為純凈，可直接點(diǎn)燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生殘?jiān)?，污染比煤、石油、天然氣小得多。它也是一種潛在的高效優(yōu)質(zhì)能源，能量密度非常高，約為煤炭的10倍，1立方米可燃冰能轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。可燃冰開采時(shí)只需將固體的可燃冰升溫或減壓就可釋放出大量的甲烷氣體，使用十分方便，是21世紀(jì)具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源。

可燃冰資源儲量非常豐富

可燃冰在世界范圍內(nèi)廣泛存在，地球上大約有27%的陸地具備形成可燃冰的條件，在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區(qū)域。海洋學(xué)界數(shù)據(jù)顯示，海底可燃冰資源的分布非常廣泛，即便保守估計(jì)，海底蘊(yùn)藏的可燃冰總量也超過目前已知的石油、煤炭和天然氣資源總和。我國是可燃冰資源非常豐富的國家之一，不僅有海洋下的可燃冰資源，而且有凍土下的可燃冰資源。據(jù)勘探，在我國南海北部蘊(yùn)藏豐富的可燃冰資源，在西沙海槽、臺灣西南陸坡、南沙海槽、沖繩海槽海底可能存在大量的甲烷水合物資源，據(jù)測算，南?？扇急馁Y源量約為700億噸油當(dāng)量。2009年9月，國土資源部宣布我國在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲可燃冰實(shí)物樣品，據(jù)估算，遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量。我國成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)可燃冰的國家，也是繼加拿大、美國之后在陸域通過鉆探獲得可燃冰樣品的國家。

可燃冰有望成為我國接替?zhèn)鹘y(tǒng)化石性能源的新能源。根據(jù)我國的資源狀況，我國是富煤、貧油、少氣的國家，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的需求，人類對煤炭、石油、天然氣這些傳統(tǒng)能源開采越來越多，傳統(tǒng)能源的儲量越來越少，靠我國自有資源目前就已經(jīng)無法解決石油、天然氣短缺問題，需要靠大量進(jìn)口石油、天然氣以滿足國內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活的消費(fèi)需要。目前，僅靠我國自產(chǎn)的傳統(tǒng)能源，肯定無法支撐長期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，能源安全遇到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能源雖然通過大量進(jìn)口等方式，目前可以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，但使用年限都不會很長，必須由新的能源來接替。南京大學(xué)閔乃本院士認(rèn)為，目前所謂的能源危機(jī)只能說是化石能源存在危機(jī)，化石能源是指石油、天然氣和煤。據(jù)估計(jì)，世界化石能源可維持的年數(shù)大約是石油43年，天然氣63年，煤166年。如果僅僅依靠煤炭、石油、天然氣支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展，肯定是短命的，這就要開發(fā)新能源。根據(jù)資源狀況，我國可燃冰資源非常豐富，其他資源都無法接替石油天然氣的消費(fèi)需求，只有待開發(fā)的可燃冰資源有望接替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油、天然氣。通過大規(guī)模開發(fā)可燃冰，可以解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展對傳統(tǒng)能源的依賴問題，確保國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源不斷增加的穩(wěn)定需求。

雖然可燃冰有望成為我國可以接替的新興化石性能源，但是，在可燃冰的開發(fā)和使用過程中也會遇到一些新的問題，需要在實(shí)踐中予以解決。

開采技術(shù)問題

開采可燃冰面臨不少技術(shù)難題。由于形成條件的限制，海底可燃冰資源都分布在水深至少數(shù)百米，埋藏深度又是幾百米的沉積層下面。海底的溫度、壓力、海水的腐蝕等等都是面臨的技術(shù)問題。另外，海底沉積層內(nèi)的可燃冰對于海底地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性起到重要作用，可燃冰早已成為海底結(jié)構(gòu)的一部分，有的甚至起到骨架支撐作用。如果發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用的可燃冰被開采，那就有可能導(dǎo)致海底結(jié)構(gòu)破壞，引發(fā)地震。海底地質(zhì)構(gòu)造被破壞，有可能致使周邊地區(qū)的可燃冰不穩(wěn)定，導(dǎo)致大量甲烷釋放。

使用成本問題

目前發(fā)現(xiàn)的儲量豐富、富集度適當(dāng)?shù)暮５卓扇急Y源，大多分布在大陸架邊緣向深海過渡的地方，這就給開采設(shè)施的安裝、運(yùn)行及管道鋪設(shè)帶來很多難題，大量增加了開采成本和產(chǎn)品輸送成本，如果成本太高將直接影響可燃冰開采。要解決這些問題，需要通過長期的工業(yè)實(shí)踐來積累經(jīng)驗(yàn)，逐漸找到降低開采成本的方法，使得可燃冰開采和使用具有經(jīng)濟(jì)性。

環(huán)境污染問題

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量使用化石能源已導(dǎo)致海量二氧化碳排放，出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候惡化問題，可燃冰也是化石性能源，大量使用也會對環(huán)境造成破壞。另外，甲烷是可燃冰中的主要有用成分，以百年為限，甲烷在地球大氣中的溫室效應(yīng)強(qiáng)度是二氧化碳的20多倍。如人類開采可燃冰造成甲烷大量泄漏，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，加劇氣候惡化。