什麼是可燃冰,中國有多少?
可燃冰,學名天然氣水化合物,其化學式為CH4·8H2O」可燃冰「是未來潔凈的新能源。它的主要成分是甲烷分子與水分子。它的形成與海底石油、天然氣的形成過程相仿,而且密切相關。埋于海底地層深處的大量有機質在缺氧環境中,厭氣性細菌把有機質分解,最後形成石油和天然氣(石油氣)。其中許多天然氣又被包進水分子中,在海底的低溫與壓力下又形成」可燃冰「。這是因為天然氣有個特殊性能,它和水可以在溫度2~5攝氏度內結晶,這個結晶就是」可燃冰「。因為主要成分是甲烷,因此也常稱為」甲烷水合物「。在常溫常壓下它會分解成水與甲烷,」可燃冰「可以看成是高度壓縮的固態天然氣。」可燃冰「外表上看它像冰霜,從微觀上看其分子結構就像一個一個」籠子「,由若干水分子組成一個籠子,每個籠子里」關「一個氣體分子。目前,可燃冰主要分布在東、西太平洋和大西洋西部邊緣,是一種極具發展潛力的新能源,但由於開採困難,海底可燃冰至今仍原封不動地保存在海底和永久凍土層內。
中國南海可燃冰儲量佔全球70%,中國未來或成下一個"沙特"深度最深世界最大
藍鯨一號是中國自主製造的「大國重器」,是世界最大、鑽井深度最深的雙井架半潛式鑽井平台,可適用於全球任何深海作業,在試採過程中,中國科技工作者還開發了大量擁有自主知識產權的工具並成功應用.
中國科技工作者是在沒有任何經驗可借鑒的情況下開展可燃冰開採研究的.在多年勘探和陸地研究的基礎上,中國海洋地質科技工作者率先在全球建立了可燃冰「兩期三型」成礦理論,指導圈定了找礦有利區,精準鎖定了試開採目標;創立可燃冰「三相控制」開採理論,應用於試開採模擬和實施方案制定,確保了試採過程安全可控.這也是佔全球90%以上比例的儲藏類型.砂細導致滲透率更差,也容易破壞管道,同時中國的可燃冰水深大、儲層埋層淺,施工難度更大.我們的突破,對於全世界而言更具有可參考和借鑒的價值中國目前已探明的可燃冰資源有超過1000億噸石油當量,8成在海洋上,而南海的藏量則佔了7成.中國這次成功試採可燃冰後,下一步將擴大試採的範圍,以及為商業開採技術驗證,在10年左右實現商業開採,或令近期已緩和的南海主權爭端再起.
目前在南海探明的可燃冰藏量相當於700億噸石油,已足夠中國使用百年以上.中國對海底可燃冰的研究和勘探已經進行30多年,已在廣東海域及南海多處發現可燃冰礦牀.其中香港對開神狐海域的可燃冰礦牀面積約23平方公里,可燃冰儲藏量約為194億立方公尺;整個廣東海域的可燃冰礦牀更大,儲藏量達1000億至1500億立方公尺.
中國可燃冰藏量南海佔7成,10年後開採,恐掀南海爭端.圖片來源:香港文匯報作為全球能源消費的第一大國,中國在可燃冰項目起步較晚.國土資源部於1999年開始啟動可燃冰資源調查,2007年成功獲取可燃冰的實物樣品,是繼美國、日本、印度之後第4個採集到可燃冰實物樣品的國家.
中國原計劃在2025年至2030年實現商業化可燃冰開採,不過這次成功試採較預計提前實現,估計商業開採時間也會大幅提前。
這兩年中國創新驅動戰略效果初顯,科技創新成果簡直多到數不勝數的地步。高溫超導、納米科技、量子力學……基礎科學不斷突破;正負電子對撞機、高性能計算機、北斗導航……工程技術碩果累累。新科技、新成果加速轉化,新模式、新業態不斷湧現。中國科技創新如今正處在由量的積累向質的飛躍、由點的突破向面的提升轉變的關鍵階段。
據媒體報道,國土資源部中國地質調查局5月18日宣布,我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試採獲得成功,這也標誌著我國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試開採中獲得連續穩定產氣的國家。
可燃冰不僅儲量大而且比起傳統能源更加清潔高效,燃燒率可以達到99.5%以上,幾乎沒有污染物排放。美國、日本、俄羅斯、英國等此前都進行了相關研究,但因為技術不過關都失敗了。日本曾經嘗試過6天,最後還是因為技術問題宣告失敗,就算失敗日本也宣稱相關技術領先中國30年。可如今中國成功試驗研發,超越了日本,不知道其還有什麼話說。
這個驚天寶藏被埋頭苦幹的中國完成歷史性的突破,這次是中國人用中國自己的設備、自己的技術取得突破性進展,比如這次試用的鑽井平台「藍鯨一號」是我國自主製造的世界最大、鑽井深度最深的雙井架半潛式鑽井平台。這個內部有著6層工作空間的巨無霸,長117米,寬92.7米,作業平台高118米,可適用於全球任何深海作業。到目前為止,』藍鯨一號『各項指標都在世界上遙遙領先。
對中國而言,中國首先取得可燃冰的突破開採比國產航母下水意義要重大的多。而對世界的衝擊波不亞於100顆原子彈!
面對這個新聞,日本網友不服的發帖稱,中國技術成果多,可是日本諾貝爾獎多啊。中國不少網友也指出,別吹牛了,技術還落後美日等十多年呢?難道中國的技術進步是假的,中國已經實現了連續開採,佔據了技術高點,有可能引發能源領域的一場革命。難道只有美國的、日本的所謂技術才叫技術?這個問題確實值得反思。
關於我國可燃冰試采成功的報道,感到有必要普及一下有關可燃冰開採的基本常識。
因為此次媒體報道中些是誤導性的信息。比如媒體報道的標題「歷史性突破!中國首次海域可燃冰試采成功,領跑全球」 就帶有很多的誤導信息。說是歷史性突破,是可以的。因為在中國歷史上確實是第一次試采可燃冰(其實我們在2008年就專門進行過可燃冰鑽探,取了樣並可點燃,但沒試采)。但說是試采成功,就帶有很大程度的誤導性。
如果僅僅說把水合物中的氣采出來了,就叫試采成功,也無可厚非,但這只是自說自話。因為這與國際上公認的試采成功的技術和標準根本不是一回事。我們所看到的宣傳資料中沒有任何技術上的突破。
無論是鑽井技術和採氣技術都是常規技術。鑽井船也是常規深海鑽井船。只不過是在適應水深和鑽井深度上有所突破,但這與可燃冰開採沒有關係。也就是說鑽井船並不是為開採可燃冰特造的專用船,也沒有對開採可燃冰有特殊的技術設備和開採可燃冰專用裝置。
總之,此次使用的鑽井技術,可燃冰開採技術和鑽井船舶裝備都是石油天然氣勘探開發的常規技術和裝備。這種用常規油氣勘探開發的技術和裝備來開採可燃冰全世界所有大石油公司都會幹,都能幹。
大家都知道中國是可燃冰理論研究也包括勘探開採技術研究的後來者。但是為什麼其他國家先行者們,那些國際大公司都不這樣來試呢?是因為誰都不敢用這種常規技術和生產方式來開採。他們必須要開發出特殊技術才敢開採。嚴格地說不僅是要有特殊開採技術,更難的是特殊的生態保護技術。
為什麼?因為可燃冰一般埋藏在海底500米以淺的地方。可燃冰的封存是靠溫度即靠零度以下的低溫結成冰而封存的。 也就是說它不像我們常規的油氣田一樣在油氣層的上面有厚厚的蓋層,能把油和氣封住而不外溢。可燃冰上面沒有任何蓋層,只要溫度升高了,冰融化了,水合物中的甲烷氣就會從海底各處溢出來。
同時,可燃冰又像頁岩油/氣一樣是大面積連續分布在海底之下的。可以理解。隨著人類的開採活動,可燃冰開採層及周圍的溫度一定會上升。當溫度高於冰的熔點時,可燃冰就是真正的水合物了,其中的絕大部分甲烷氣體就不會順著我們常規採油的管道往外流,它可以不受限制的四處溢出。如果出現大面積海底甲烷氣溢出,就會是生態災難。
所以可燃冰開採的真正技術難度不是如何能把氣開採出來,而是開採氣的同時不使溫度升高,不使甲烷氣從海底溢出。有什麼樣的技術可以把可燃冰融化後溢出的甲烷氣蓋在海底之下而不溢出海底呢?
這就是為什麼至今世界沒有人去做我們現在做的這種實驗。因為沒有實質意義。即使稱為試采成功,也不敢用這種方式大規模開採。如果說試采成功,僅僅表明該海域有可燃冰,並證實是可燃冰,還可以理解。否則就真的是忽悠社會,甚至誤導高層。
明白了這一點,再看報道題目中的」領跑全球」就有點自欺欺人了。」
在可燃冰的舞台上,各國已經展開競逐。
上世紀60年代到70年代,蘇聯和美國等少數國家就開始了陸地凍土區和海洋的可燃冰資源調查。加拿大取得了陸地凍土帶中可燃冰的實物樣品,美國在深海鑽探岩心中發現了海洋可燃冰。
蘇聯也在其遠東地區發現可燃冰礦藏後,開發了世界上第一座可燃冰礦田。此後的80年代,許多國家都制定了國家計劃以評估本國的可燃冰資源。參與的國家不完全統計,涉及美國、加拿大、日本、印度、俄羅斯、德國等等。
評估調查之外,各國在此時期還開展技術研發,為可燃冰試開採做技術儲備。進入21世紀後,已經有國家進行試開採,不過試開採的數據都沒有公布。
日本此次在海洋可燃冰領域的突破正是這種潮流之一,廣州及青島海洋地質調查局一位高級工程師稱,日本乃是全球從海洋可燃冰中分離出天然氣的首個國家。廣州海洋地質調查局,以及中科院廣州能源所是國內目前參與可燃冰研究的主要機構。
不過與可燃冰總體情況類似,日本也沒有公布詳細數據。
上述高級工程師分析說,目前日本進行的是試開採,效果如何尚待分析。需要連續觀察天然氣產量,持續日產量穩定在幾千立方米才能進一步評估經濟性。同時,是否能持續長期開採,也是評估可燃冰礦藏的一個指標。
按照中國工程院院士金慶煥的判斷,現在可燃冰總體還處於試開採階段。這意味著商業化到來尚需時日。目前各國的競爭領域主要還體現在科技攻關、調查評估上。
各國在20世紀90年代和21世紀初制定了可燃冰調查研究和開發計劃,美國1997年啟動的計劃是準備投入10億美元,在2015年實現商業開採。日本則在1995年啟動投入6億美元的計劃,希望在2018年實現商業開採。
日本經濟產業省還於2001年發布了一個為期18年的「可燃冰開發計劃」。第一階段2008年結束,成果主要是確認相關海域蘊藏大量的可燃冰待開發。2009年至今處於第二階段,主要目標是進行生產試驗,即試開採,為2016~2018年度第三階段的商業化開採進行技術鋪墊。
德國在2001年投入2.3億歐元用於相關研究。中國從1999年起開始對海洋可燃冰開展實質性的調查和研究。
總體而言,我國在可燃冰領域仍然處於勘查和評估階段,更多集中在實驗室技術研究以及模擬開採階段。
中國可燃冰現狀
中國對可燃冰調查研究起步較晚。1999年,國土資源部下屬的中國地質調查局啟動「西沙海槽區天然氣水合物資源調查與評價」項目,初步確認西沙海域中可燃冰資源的存在。
隨後的2002年,國務院批准設立「我國海域天然氣水合物資源調查與評價」國家專項,在南海北部陸坡西沙海槽、神狐、東沙及瓊東南等海域開展調查評價。
2007年,在南海北部神狐海域鑽探獲取了含可燃冰岩心樣品。
除外,陸地永久凍土區可燃冰調查研究也開始啟動。2008年,國土部在青海祁連山南緣取得可燃冰實物樣品,在陸地可燃冰上取得突破。
資源調查之外,國內更多精力放在基礎理論研究、實驗模擬以及勘探開發工程技術研發。金慶煥團隊說,目前他們建立了小型測試裝置,進行了開採技術的模擬實驗研究。
中國對戰略替代能源可燃冰勘探開發技術的新一輪系統性研究也已啟動,被科技部批准納入國家863計劃重點項目實施,執行期為4年。
該項目首席科學家王宏斌公開稱,該項目執行年度為2013~2016年,下設「可燃冰地球物理立體探測技術」、「可燃冰流體地球化學精密探測技術」和「可燃冰樣品保壓轉移及處理技術」等三個課題。
除此,如上述高級工程師所言,國內的可燃冰開採目前還在尋找試開採點的過程中。一名中石油非常規油氣研究人員則稱,非常規氣的開採主要是根據經濟可行性進行評估。
按照經濟性評估,非常規天然氣開採的排序應為緻密氣、煤層氣、頁岩氣,以及未來的可燃冰。上述研究人員認為,頁岩氣商業化開採尚且有賴於技術突破和成本降低,可燃冰就更加遙遠了。
在美國頁岩氣革命成功的帶動下,國內頁岩氣熱正在持續。據中石油勘探開發公司新能源處雷懷玉處長稱,目前國內一口頁岩氣井的成本在8000萬~1億元之間,未來採用國產化設備後有望降至5000萬元左右。(2013年的水平,現在頁岩氣井的成本已有所下降。)
即便如此,國內頁岩氣真正的商業化、大規模開採還需要時間,根據國家能源局的頁岩氣規劃,「十三五」才是頁岩氣大規模開採階段。可燃冰目前尚無具體規劃,金慶煥團隊判斷,我國要到2020年前後可能實現可燃冰工業開發技術與裝備的突破,2030年前後可能實現商業開發。
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