可燃冰：一種非常規清潔能源

貢曉麗

2017年5月18日，國土資源部中國地質調查局宣布，中國在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功，這標志著中國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試開采中獲得連續穩定產氣的國家。

中國石油大學（華東）石油工程學院副教授孫致學介紹：“可燃冰是天然氣水合物，是由水分子在高壓和低溫環境下捕獲住天然氣分子而形成的似冰狀結晶態化合物。因其遇火即可燃燒，故又名‘可燃冰。”而對于其非常苛刻的形成條件，上海交通大學機械與動力工程學院教授巨永林講道：“溫度不能太高，高于20℃，天然氣水合物就會分解，也不能太低。海底溫度在2℃～4℃，才適合天然氣水合物的形成。”“水合物的形成需要30個大氣壓，這就決定了可燃冰的埋藏深度。形成可燃冰的主要氣體就是甲烷，甲烷氣富集地區，具備壓力、溫度條件，就可能產生可燃冰。”

在常溫常壓條件下，可燃冰能夠分解為甲烷和水，1立方米的可燃冰通常可釋放出164～180立方米的天然氣。據估算，世界上可燃冰所含的有機碳總量相當于全球已知煤、石油和天然氣的兩倍。孫致學表示：“在地球上，蘊藏著極具潛力的可燃冰資源，即使我們僅開采其17%～20%的份額，也足夠我們使用200年了。自然界中的可燃冰廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境，目前我們已經發現超過230個天然氣水合物礦點。”目前，可燃冰資源最具有開發前景的是在北極地區現有基礎設施條件下具有高飽和度天然氣水合物的優質儲層。

可燃冰試采成功能否改變能源市場的現有格局？又能否在不久的將來影響我們的生活？中國真的突破了這一技術嗎？2030年，我們是否能夠用上干凈的可燃冰？其實，可燃冰作為清潔、高效的非常規天然氣資源之一，日本、俄羅斯、美國、加拿大等數十年前就已陸續開始對陸地和海洋可燃冰進行勘探。據了解，日本于2013年嘗試過開采海底可燃冰并提取了甲烷，但由于海底砂流入開采井，試驗僅6天就被迫中斷。而我國最近試采可燃冰的方法與日本相同，也是“減壓法”。巨永林分析，本次試采中，“從目前所了解的情況分析，可能并沒有技術上的重大突破”，“相較特殊的開采技術，更難的是特殊的生態保護技術”。開采過程中如果發生甲烷泄漏，很可能引起大規模的溫室效應——甲烷的溫室效應是二氧化碳的22倍。此外，孫致學介紹：“作為海底淺層沉積物膠結物的可燃冰降壓氣化采出后，位于大坡度陸坡處的海底松散沉積物在重力作用下變形、失穩直至發生大規模的海底滑坡等地質災害，將會導致海底地震、海嘯等災難，也是目前可燃冰商業化開發面臨的一個重大問題。”中科院廣州能源研究所天然氣水合物研究中心相關負責人也表示，相對于美國和日本，中國的可燃冰研究滯后。雖然有可燃冰的富集規律和成藏機制研究基礎、建立了可燃冰開采綜合模擬技術系統，但接下來，還需從開采技術優化、過程安全控制、地層穩定性及環境影響等方面開展深入研究。技術、環保問題之外，成本也是制約商業化開采的難題。巨永林表示，美國頁巖氣水平井、垂直井、水力壓裂技術的創新，使得頁巖氣開采成本越來越低，甚至比常規天然氣成本還低。可燃冰試采過程從技術方面來說沒有革命性的技術，面臨諸多難題，成本太高。