可燃冰再造能源神話

周一妍+吳妍嬌

2013年3月12日，日本宣布成功從可燃冰中獲得了天然氣，這是全球首次通過在海底分解“可燃冰”獲得燃氣。專家指出，日本政府選擇在日本大地震兩周年之際公布這一消息，意在化解福島核電站事故造成的能源危機。

可燃冰是天然氣水合物的俗稱，是近20年來在海洋和凍土帶發現的新型潔凈能源，據悉，1 平方米可燃冰蘊藏的能量，相當于160平方米的天然氣，為普通煤的10倍密度。

日本海底可燃冰的采掘試驗利用探測船“地球”號，從愛知縣渥美半島附近約1000米的海底挖入33米，在到達可燃冰層后，通過將可燃冰中的水分抽出以降低其壓力，并使水和甲烷分離，最后提取出甲烷，整個過程花費約4小時。

在日本，可燃冰在近海海域分布廣泛，儲藏量足夠日本使用100年，本次試驗采掘海域的儲藏量，就可供日本使用10年以上。專家評論說，福島第一核電站事故后，日本核電站相繼停止運轉，不得不以火力發電，而用于火力發電的天然氣、石油進口猛增，使得日本出現貿易赤字。

因此，日本期待通過可燃冰的商業化生產，降低甚至擺脫對外依賴，實現能源自給。中國石油大學經濟管理學院院長王震在接受采訪時表示：“日本政府選擇在日本大地震兩周年之際公布這一消息，意在化解福島核電站事故造成的能源危機。”

技術創新 VS 開采成本

可燃冰的陸地開采技術，早已不再新鮮。相比之下，海底開采的難度要大很多。

日本科學家一開始在陸地上做試驗的時候，采用的是“加熱法”，通過可燃冰加熱分解的原理取得甲烷氣體。在做離岸試驗時，科學家發現，往海底注入溫水需要耗費大量能源而且價格昂貴，于是改用“降壓法”，通過把可燃冰中的水分抽出來降低其壓力，使得水和甲烷分離，然后提取出甲烷。這次海底試驗，是全球首次在海底成功“分解”可燃冰。

目前，美國、加拿大、俄羅斯、中國、印度、韓國等國均已制定了可燃冰的長期研究計劃。但開采成本昂貴成為開采可燃冰的最大阻礙。

在此之前，美國曾經對海底可燃冰開采成本進行過估算。當時，美國嘗試利用潛艇潛入海底開采可燃冰，并在陸地上進行分解，后來發現每平方米的成本高達200美元，根據1立方米可燃冰相當于160立方米天然氣換算，生產出每立方米天然氣需1.2美元，然而美國2012年進口天然氣的價格，只有0.087美元/立方米。

負責此次開采的日本公司JOGMEC公開表示，此次海底“分解”成功，讓他們有信心突破可燃冰的開采成本瓶頸。他們的目標是在2019年前，把可燃冰的開采成本，降至實際應用水平。

根據日本方面公布的可燃冰開采計劃顯示，第一階段是2002年-2008年兩次成功在陸地上開采甲烷氣體試驗。本次試驗屬于2009年度啟動的第二階段，將驗證可燃冰的經濟效益及對環境的影響。2016年-2018年將步入第三階段，實現最后的商業化。

2011年，中國正式啟動可燃冰專題研究，制定的開發時間表顯示：2008年-2020年，完成勘探調研和技術準備；2021年-2035年，進行海上商業化試采；2036年-2050年，開展海上大規模商業化開采。

復制美國“頁巖氣革命”？

本次日本的海底可燃冰開采試驗，最終因天然氣生產設備出現故障而宣布終止。經濟產業省說，3月18日凌晨，將可燃冰分離為天然氣和水的裝置內混入了泥沙，導致無法正常取得天然氣。由于預計現場天氣將會惡化，技術人員放棄了修理的打算。今后將一方面檢修設備，一方面在2014財年前往其他地點嘗試開采。

此次開采共采集到超過1.3萬立方米的天然氣，高于2008年在加拿大陸地的試開采量。

王震認為，受到日本邁出“關鍵一步”的鼓勵，未來各國的可燃冰開采步伐將進一步加快，但要真正實現可燃冰開采商業化，仍需克服一系列技術難題。

據估算，世界上可燃冰所含有機碳的總資源量相當于全球已知煤、石油和天然氣的兩倍，分布在116處。中國僅在西沙海灘初步圈出可燃冰分布面積，就高達5242平方公里。

如今可燃冰開采所處的階段，讓人聯想到美國的“頁巖氣革命”。上世紀60年代末，頁巖中存在天然氣已經被很多人所了解，當時有這方面的相關博士論文，但技術和成本始終是最大的障礙。上世紀70年代，石油危機使得美國擔心自己的油氣消耗殆盡。吉米·卡特擔任美國總統期間，發起了東部頁巖氣計劃，旨在通過能源部提供資金支持，研究如何從頁巖中提取天然氣，使得此事在商業上可行。

萊斯大學貝克研究室教授肯尼斯·梅德洛克三世曾表示，這是一場賭博，誰都不知道結果會怎樣。

最終，一些創新型能源小公司真正開啟了美國“頁巖氣革命”，而不是埃克森美孚和雪佛龍等大型石油能源企業。真正的轉機始于二十一世紀初，房地產商喬治·米歇爾創辦的米歇爾能源開發公司在17年中先后鉆了30多口試驗井，測試了多種鉆井和地層壓裂方法后，實現了頁巖氣的大規模商業化開采。

如今，美國只用了5年-6年時間，就使得從頁巖中提取的天然氣產量占到全美天然氣總開采量的三成左右。到2035年，這一比例將達到49%。

“頁巖氣革命是一次成功的能源范式轉移。”梅德洛克評論說，“革命會繼續進行，美國已經選擇從頁巖中提取天然氣，就不可能停止。”endprint