開采深海寶藏的大國重器

文/李贊

云游奇妙博物館

策展人寄語

海洋是生命的搖籃，它為萬千生物提供了豐饒的棲息地，盡顯生物的多樣性。海洋也是一座資源寶庫，它蘊藏著地球上最豐富的能源、礦產。你能想到深海中的礦藏都是用哪些大國重器開采出來的嗎？海洋中究竟有哪些能源被我們利用了呢？海底的“生命綠洲”是什么樣的？在恐龍出現前的那段時間，海洋中發生了哪些變化？

本期“文明誕生記”我們將繼續帶大家“擁抱”海洋，一一揭曉海洋中的奧秘。如果讀完之后還不過癮，別忘了有機會來中國科學技術館的海洋展廳繼續探索喲！

——中國科學技術館“探尋海洋秘境”展廳策展團隊

我們都知道海洋是一座巨大的寶庫，蘊藏著地球上超過34%的石油和天然氣，以及其他種類豐富的資源，但是這些資源有很多都被埋藏在300 米以下的深海中。直到近些年，借助科學的探測手段和快速發展的工程技術，人們才終于“到達”深海，把這些深海中的寶藏開采出來，造福人類社會。那么，用來開采這些寶藏的大國重器都有哪些呢？

開采“沉睡能量塊”的“藍鯨”

在中國科學技術館的展廳里，有一個名為“沉睡的能量塊——可燃冰”的特別展項，展現的是開采可燃冰的場景。可燃冰是什么？為什么稱它是沉睡的能量塊呢？

如果你近距離觀察就會發現，原來可燃冰看起來像冰，卻遇火即燃，因此得名“可燃冰”。其實，它是水和天然氣在高壓、低溫條件下形成的“沉睡”在海底的白色固體。它的燃燒效率非常高，一塊1 立方米的可燃冰分解后就可以得到超過160 立方米的天然氣呢！大家想象一下，如果可燃冰能夠被大規模開采，是不是就可以代替很多現有的燃料了呢？據推斷，僅在我國南海，可燃冰的儲量就至少相當于800億噸石油了。而我國2023 年的石油消耗量預計接近8 億噸，這樣推算的話，僅南海的可燃冰儲量就能供我國使用100 年左右。

剛開采出來的可燃冰

不過，可燃冰雖然“能量”大，但大規模開采卻受到許多限制。一是可燃冰對環境非常敏感，如果開采時控制不好容易引發海底滑坡等地質災害；二是開采時如果釋放到大氣中的甲烷（天然氣的主要成分）過多，會造成嚴重的溫室效應，帶來氣候變化、海平面上升等環境危機。

不過別擔心，我國已經制造了輔助開采可燃冰的利器——藍鯨系列半潛式鉆井平臺。這種平臺由上部平臺、下部浮體和中間起連接作用的立柱三部分組成，可以在海洋中進行移動勘探開采。要調整開采位置的時候，平臺在拖船的牽引下會像一艘大船一樣移動。到達工作位置后，下部浮體充水下潛，通過降低重心、安裝錨鏈等方式穩定下來。

“藍鯨1 號”半潛式鉆井平臺在2017 年2月13 日交付使用，它大約有40 層樓那么高，上面還能夠起降直升機。它能夠抵御15級臺風，最大鉆井深度超過15000 米。2017 年5 月，“藍鯨1 號”在廣東省珠海市附近海域試采可燃冰，我國成為世界上第一個實現在海域可燃冰開采中獲得連續穩定產氣的國家。

2019 年9 月26 日，“藍鯨2 號”也交付使用。2020 年3 月，“藍鯨2 號”在第二輪可燃冰試采任務中，創造了產氣總量86.14 萬立方米、日均產氣量2.87 萬立方米兩項世界紀錄。

在中國科學技術館，大家可以親眼看到模擬展示的“藍鯨2 號”開采可燃冰的過程，還可以了解可燃冰的構成、儲藏地層、開采方法等科學知識。當然，大家還可以搖動搖桿，親自控制“藍鯨2 號”模型，探測、開采一下可燃冰呢！

藍鯨系列半潛式鉆井平臺打開了一扇可燃冰開采的大門，也許在不遠的將來，我們人類都能用上可燃冰這種高效的清潔能源。

定海神針——海洋石油981 鉆井平臺

海洋中石油、天然氣等常規能源的儲量十分豐富。在靠近海岸、水深不超過100 米的淺水海域，開采能源的方法和陸地非常相似，但到了深海區域，探測、開采、加工和運輸能源的方式和環節就都要借助全新的工程手段了。

正在進行開采作業的“藍鯨2 號”

在陸地上，人們勘探到石油、天然氣等資源的分布位置，會就地搭井架進行試采，而深海區的鉆探就要靠前面提到的半潛式鉆井平臺了。

我國首座自主設計建造的深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”就是深海采油的大國重器。它配備了可以調整方向的大功率推進器，依據衛星定位、氣象和海洋預報信息，用推進器來抵消風浪的影響，不用錨鏈也可以在驚濤駭浪中堅守工作“崗位”，保證海底鉆探設備的穩定，即使在超過3000 米水深的海域仍能照常工作，完成鉆井任務。這座平臺交付使用十幾年來，已經成為我國海洋石油深水勘探的“定海神針”。

智能化的深海氣田——“深海一號”

鉆井完成后，還需要建造能夠長期工作的開采、生產和加工基地，工程師們創造性地在深海區設計了從海面到海底的自動化油氣工廠。

位于海南省陵水黎族自治縣附近海域的陵水17-2 氣田中，就有我國自主研發建造的世界首座10 萬噸級深水半潛式生產儲油平臺“深海一號”。它可以把水下1500 米深的天然氣開采出來，通過海底管道接入全國天然氣管網，分離出的凝油再通過油輪運輸到陸地。它每年為廣東、香港、海南等地供應30 億立方米深海天然氣，可以滿足大灣區四分之一的民生用氣需求。在海面上，最大排水量達11 萬噸、有40 層樓高的“深海一號”，通過16 根錨鏈被牢牢固定在大海上，它能抵抗16 級臺風。智能化的設計，讓它在臺風來臨、全體工作人員撤離后仍能繼續生產。

“深海一號”除了海面上的巨大能源站，還有十一口生產井及其配套設備分布在方圓幾十公里的海底，源源不斷地將海底蘊藏的能量向海面的生產基地輸送。它不愧是我國南海的“巨無霸能源供應站”。

藍鯨系列半潛式鉆井平臺、海洋石油981鉆井平臺、“深海一號”……正是這些開采深海寶藏的大國重器，托起了我國能源安全的一片天空。如果有機會走進中國科學技術館，請你一定要好好了解它們！

深海一號