可燃冰:一种非常规清洁能源

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2017年5月18日，国土资源部中国地质调查局宣布，中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

中国石油大学（华东）石油工程学院副教授孙致学介绍：“可燃冰是天然气水合物，是由水分子在高压和低温环境下捕获住天然气分子而形成的似冰状结晶态化合物。因其遇火即可燃烧，故又名‘可燃冰’。”而对于其非常苛刻的形成条件，上海交通大学机械与动力工程学院教授巨永林讲道：“温度不能太高，高于20℃，天然气水合物就会分解，也不能太低。海底温度在2℃～4℃，才适合天然气水合物的形成。”“水合物的形成需要30个大气压，这就决定了可燃冰的埋藏深度。形成可燃冰的主要气体就是甲烷，甲烷气富集地区，具备压力、温度条件，就可能产生可燃冰。”

在常温常压条件下，可燃冰能够分解为甲烷和水，1立方米的可燃冰通常可释放出164～180立方米的天然气。据估算，世界上可燃冰所含的有机碳总量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍。孙致学表示：“在地球上，蕴藏着极具潜力的可燃冰资源，即使我们仅开采其17%～20%的份额，也足够我们使用200年了。自然界中的可燃冰广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境，目前我们已经发现超过230个天然气水合物矿点。”目前，可燃冰资源最具有开发前景的是在北极地区现有基础设施条件下具有高饱和度天然气水合物的优质储层。

可燃冰试采成功能否改变能源市场的现有格局？又能否在不久的将来影响我们的生活？中国真的突破了这一技术吗？2030年，我们是否能够用上干净的可燃冰？其实，可燃冰作为清洁、高效的非常规天然气资源之一，日本、俄罗斯、美国、加拿大等数十年前就已陆续开始对陆地和海洋可燃冰进行勘探。据了解，日本于2013年尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷，但由于海底砂流入开采井，试验仅6天就被迫中断。而我国最近试采可燃冰的方法与日本相同，也是“减压法”。巨永林分析，本次试采中，“从目前所了解的情况分析，可能并没有技术上的重大突破”，“相较特殊的开采技术，更难的是特殊的生态保护技术”。开采过程中如果发生甲烷泄漏，很可能引起大规模的温室效应――甲烷的温室效应是二氧化碳的22倍。此外，孙致学介绍：“作为海底浅层沉积物胶结物的可燃冰降压气化采出后，位于大坡度陆坡处的海底松散沉积物在重力作用下变形、失稳直至发生大规模的海底滑坡等地质灾害，将会导致海底地震、海啸等灾难，也是目前可燃冰商业化开发面临的一个重大问题。”中科院广州能源研究所天然气水合物研究中心相关负责人也表示，相对于美国和日本，中国的可燃冰研究滞后。虽然有可燃冰的富集规律和成藏机制研究基础、建立了可燃冰开采综合模拟技术系统，但接下来，还需从开采技术优化、过程安全控制、地层稳定性及环境影响等方面开展深入研究。技术、环保题之外，成本也是制约商业化开采的难题。巨永林表示，美国页岩气水平井、垂直井、水力压裂技术的创新，使得页岩气开采成本越来越低，甚至比常规天然气成本还低。可燃冰试采过程从技术方面来说没有革命性的技术，面临诸多难题，成本太高。