可燃冰开采尚无成熟方案

1、可燃冰开采尚无成熟方案 新闻背景 日前，日本经济产业省宣布，已成功从日本近海地层蕴藏的天然气水合物（俗称“可燃冰”）中分离出甲烷气体这是全球首次通过在海底分解“可燃冰”取得天然气，标志着日本在可燃冰开采的商业化进程中迈出“关键一步”。 1. 特殊环境中储藏的新型能源 以往人们谈到能源，首先想到的是能燃烧的煤、石油或天然气。然而，自20世纪60年代以来，人们陆续在陆地冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”。这种“可燃冰”在地质上称之为天然气水合物，其结构是由8个水分子包一个甲烷分子组成，分子结构式为：ch48h2o。 可燃冰是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，由于几乎没有杂质，可作

2、为上等能源。由于它主要由水分子和甲烷组成，所以也称它为甲烷水合物。1立方米可燃冰可以释放出164立方米的天然气，这是地球留给人类的一笔巨大能源财富。 可燃冰是在一定的温度、压力、气体饱和度下形成的白色固态结晶物质。一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，可燃冰便趋于分解。所以，固体状的可燃冰往往分布于水深大于300米的海底，或者海底以下大于1000米的沉积物中，此外还分布在寒冷的陆地永久冻土中。 2. 储量远超煤、石油和天然气总和 能源危机让人们忧心忡忡，而可燃冰就像是上天赐予人类的珍宝，它年复一年地积累，形成延伸数千乃至数万里的矿床。现在探明的可燃冰储量，就比全世界煤炭、石油和天然气加起来的

3、储量还要多许多倍。 科学家的评价结果表明，仅在海底区域，可燃冰的分布面积就达4000万平方公里，占地球海洋总面积的1/4。目前，世界上已发现的可燃冰分布区超过100处，并且不断有新的可燃冰矿区被发现，其矿层之厚、规模之大，是常规天然气田无法相比的。 可燃冰中的甲烷含氢，燃烧时产生的二氧化碳仅为煤炭的一半，可有效减少地球温室效应，被称为“21世纪能源”。据估算，海洋里的可燃冰的资源量是陆地上的100倍以上。据最保守的统计，全世界海底的可燃冰中贮存的甲烷总量约为1.8亿立方米，约合1.1万亿吨，够人类使用1000年以上。 3. 世界各国竞相开发可燃冰 1960年，前苏联在西伯利亚发现了可燃冰，并于

4、1969年投入开发；美国于1969年开始实施可燃冰调查，1998年把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划；日本开始关注可燃冰是在1992年。 2000年开始，可燃冰的研究与勘探进入高峰期，世界上至少有30多个国家和地区参与其中。其中美国每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。 日本能源缺乏，福岛核事故后，日本大多数核电站处于停运状态，致使火力发电所需液化天然气进口量大增，能源短缺十分突出。故日本对可燃冰的开发十分热衷，开发试验步伐也比较快。据介绍，日本经济产业省曾于2001年7月发布了一个为期18年的“可燃冰开发计划”，第一阶段已于2008年结束，主要是确认相关海域蕴藏量。2009

5、年至今正处于第二阶段，主要目标是进行开采试验，从而为2016年至2018年第三阶段的商业化开采进行技术铺垫。 4. 尚未形成成熟开发技术 可燃冰的勘探开发是一个系统工程，虽然目前尚未形成成熟的开发技术方案，但人类在钻探和开采实验中，还是做出了许多探索。 可燃冰开采，主要围绕着“破坏”可燃冰的生成和生存条件来进行，包括以下几种： 热激发开采法：直接对可燃冰层进行加热，使其温度超过其生存平衡温度，从而分解为水与天然气。这种方法经历了直接向天然气水合物层中注入热流体加热、火驱法加热、井下电磁加热以及微波加热等试验发展历程。但这种方法热利用效率较低，尚有待进一步完善。 减压开采法：减压开采法是一种通过

6、降低压力促使可燃冰分解的开采方法。减压途径主要有两种，一种是采用低密度泥浆注入钻井达到减压目的；另一种是当可燃冰层下方存在游离气体时，通过泵出游离气体来降低天然气水合物层的压力。减压开采法成本较低，适合大面积开采，是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。 此外，还有化学试剂注入开采法、二氧化碳co2置换开采法、固体开采法等等。值得注意的是，可燃冰虽有“清洁能源”之称，但一旦泄漏依然可能引发不可逆转的环境灾难。因此，可燃冰要真正成为替代能源，关键还在于能否进行即安全又可持续开采。这也是各国一再推迟开采时间表的重要原因。 延伸阅读 我国可燃冰资源十分丰富 作为世界上最大的发展中的海洋大国，

7、我国海底可燃冰资源十分丰富。我国从1999年就开始对“可燃冰”进行实质性的调查研究。在南海西沙海槽等海区已相继发现存在可燃冰。2005年4月14日，我国宣布，在我国南海，发现世界上规模最大的“可燃冰”碳酸盐岩分布区，其面积约为430平方公里。 2007年，我国自主建设的第一艘“可燃冰”海洋调查船“海洋六号”下水，标志着我国“可燃冰”调查全面展开。 此外，我国陆上可燃冰勘探也取得可喜进展。2009年9月25日，国土资源部、中国地质调查局宣布：在青海省祁连山南缘永久冻土带、天峻县木里镇成功钻获可燃冰。这使中国成为世界上第一个在中低纬度冻土区发现可燃冰的国家，也是继俄罗斯、加拿大、美国之后，在陆域通过钻探获得可燃冰样品的第四个国家。 中国是世界上第三冻土大国，冻土区总面积达215万平方公里，具备良好的可燃冰赋存条件和资源前