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可燃冰开发前景及对全球能源
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可燃冰开发前景及对全球能源格局的影响 首页 > 中外能源合作智库 > 可燃冰开发前景及对全球能源格局的影响

    被称为“21世纪新能源”的可燃冰,是一种由水分子和甲烷形成的结晶化合物,学名为天然气水合物(gas hydrate)。因其外观像冰一样,且遇火即可燃烧,故俗称“可燃冰”。
    自20世纪60年代以来,人们就陆续发现并开始关注对可燃冰的勘探研究工作。今年3月,日本地质学家在历史上首次从海底可燃冰层中成功提取天然气。这是继“页岩气革命”之后开发新能源的又一突破性进展,引起国际社会的广泛关注和高度重视。 
    一、可燃冰的天然气储量巨大
    可燃冰是世界分布最广泛的天然气水合物,已探明的可燃冰分布区超过100处,在海洋底部或陆上永久冻土带均可见到(附图)。1立方米的可燃冰,能释放出164立方米的天然气。专家们估计,世界可燃冰天然气储量是一惊人数字,从几万万亿至几十万万亿立方米。由于现实完成的地质勘探工作量还不够,至今有关可燃冰天然气储量的准确数字还没有。一般认为,世界常规天然气储量约300万亿立方米,页岩气储量近于200万亿立方米。而据评估,仅海洋底部甲烷储量就有1000多万亿立方米,其天然气总量比世界页岩气和常规天然气总计要多一倍以上,足够人类长期使用。
    鉴于可燃冰天然气储量空前可观,各国对加快开发可燃冰的兴趣激增。据报道,“第八届国际可燃冰天然气大会”将于2014年在北京举行。许多国家和代表都有意报名与会表明,世界各国都在积极准备参与研究开发全球可燃冰天然气资源的进程。
    附图: 世界大型可燃冰气田分布图
    
    注:黄圈表示已得到可燃冰甲烷样品的气田;兰圈为预计可燃冰甲烷气田 
  
    二、相关国家开发可燃冰的现状
    1960年,苏联在西伯利亚最先发现了可燃冰,并于1969投入开发。美国于1969年开始实施可燃冰调查,1998年把可燃冰列入国家能源发展战略长远规划。
    从20世纪90年代开始,美、英、德、加拿大、日本、印度等国纷纷投入巨资,相继开展了本土和国际海底可燃冰天然气的调查研究和评价工作。尤其是日本,在勘查和开发可燃冰天然气能力方面已处于领先地位。1992年,日本开始关注可燃冰,并于2001年发布了为期18年的《可燃冰开发计划》。至2011年,日本已基本完成周边海域可燃冰的调查与评估,2012年在爱知县近海率先启动海底可燃冰开采试验。
    在日本开采可燃冰天然气过程中,得到了美国贝克休斯石油和天然气服务公司的技术支持,为JOGMEC公司安装了从海底开采可燃冰天然气的水下试验井完井系统。试验井在水深约1000米和海底以下300米钻探,发现了可燃冰甲烷气藏。安装在试验井中的系统是由沙砾过滤器、专门设计的电动离心泵、同步分开开采的栓塞、测量温度和压力的数字气压表,以及完成分气测量及监控成批出气的装置等组成。
    经计算表明,开采可燃冰天然气的价格在每千立方米从400美元到1,500美元间摆动。但据认为,最易开采的可燃冰天然气每千立方米仅为30-50美元,商业开采平均成本约为120-150美元/每千立方米。日本规划2018年开始可燃冰天然气商业化开采。
    我国是较早进行可燃冰研究的国家之一。1997年设立了“中国海域天然气水合物勘测研究”项目。从1999年起,在新一轮国土资源大调查中,安排专项资金对可燃冰开展实质性调查研究,在南海北部神狐海域和青藏高原均发现了可燃冰,并于2007年和2009年分别获取水下和冻土带可燃冰样品,成为世界上在海洋和陆地上都发现可燃冰的少数国家之一。
    三、商业开采面临的环境难题
    可燃冰的勘探开发是一个复杂的综合系统工程,迄今国际上尚无成熟的开釆技术方案。目前有关国家在探索实验的方法,包括热激、减压、化学试剂注入等等。由于可燃冰化学性质不稳定,开采时会释放出大量甲烷,因此大規模商业开采将面临着严峻的环境间题。
    数据显示,甲烷的温室气体效应比二氧化碳强72倍,甚至可使地球平均气温在10年内上升4摄氏度,加速全球变暖。科学家担心,在海底放置大量开采可燃冰机器,势必会破坏海洋生态系统,可能引发各种难以预料的海洋地质灾害。
    环境风险控制也是我国开发可燃冰天然气研究的一大重点,并在开发可燃冰环境效应研究、海底地质灾害类型和分布、海底工程地质特征等方面取得阶段性成果。有专家认为,从理论上讲,环境问题是可以破解的,但在找到现实可行的解决办法之前,切不可轻易冒险。
    综上所见,对环境的负面影响以及高成本是商业化开釆可燃冰天然气的主要障碍。因此,如何既安全又经济开发已成为科技界需要共同加强创新研究的关键性课题。
    四、对未来能源市场的可能影响
    目前,大多数可通向海洋的能源进口大国都拥有丰富的可燃冰天然气储量。仅美国、日本、印度和中国这四国,现在每年进口的天然气大约占国际天然气贸易总量的四分之一左右,而这些国家的能源部门若率先突破对可燃冰天然气商业化开采,肯定会直接影响当今的世界能源格局。
    俄罗斯媒体惊呼,全球能源市场瞬息万变,其中“大多数变化均对原以出售常规天然气称王的俄罗斯不利”。如今,随着页岩气技术、液化气工艺的突飞猛进,俄罗斯天然气工业股份公司的地位已大不如前了。如果在未来十几年,世界将开始商业化开采页岩气和可燃冰天然气,这必将会大大降低天然气的价格,而届时给俄罗斯经济主要支柱的能源部门带来的后果可想而知。当然,这不仅对俄罗斯,而且对其他许多常规天然开采国都将形成重大冲击。
    最近,俄罗斯能源部长亚历山大•诺瓦克在接受记者采访时指出,现在世界天然气市场的确出现一些导致能源平衡发生革命性的变化,而可燃冰天然气的开发将是可以改变全球能源体系的下一个因素。尽管迄今可燃冰的开发尚无见到明显实惠且没有证实自身的有效性,但随着新技术的问世,这种形式的燃料“完全可在全球能源市场上发生一场革命”。其结论是:开发和开采可燃冰天然气的技术颇有前景,而且开采可燃冰天然气的成本将会比开采页岩气等非常规天然气更具有竞争力。

      作者:周晓沛  原驻哈萨克斯坦大使                               
            孙永祥  国务院发展研究中心欧亚所研究员 

 
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