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“可燃冰”:低碳社会的理想能源

发布时间:2019-04-27 22:15 来源:澳门新濠天地

  ”,它储量巨大、清洁环保、前景广阔,极有可能支撑起未来我国的能源需求,那就是“可燃冰”(又称天然气水合物)。

  国务院参事、国土资源部总工程师张洪涛,直接指挥了南海海域、青海冻土带两大区域“可燃冰”的钻探发现,是国内最权威的指挥长、研究者和见证人。他非常乐观地认为,有足够的数据和依据表明,“可燃冰”一定是未来低碳社会的理想能源。就这一线个世界地球日到来之际,张洪涛接受了《经济》记者的专访。

  从世界上看,新能源在能源结构中的比例非常小。全球煤炭、石油、天然气等仍是能源消耗的主体,分别占28.4%、35.8%、23.7%。

  “储采比”是张洪涛反复强调的一个概念。“储采比”又称回采率或回采比,是指某种资源年末剩余储量除以当年产量后得出的尚可开采的年数。根据2008年计算的储采比,全世界煤炭还能用122年,天然气为60年,而石油只够用42年。尽管每年各类能源的储量有所增长,但增长量与当年消耗量基本抵消,甚至入不敷出。我国的能源储采比相对小不说,能源结构尤其不合理。“我国近年煤炭消耗比例大致占70%、石油占20%,而水电只占6%、天然气只占3%,核能更是低到只占1%,新能源所占比例非常小。”张洪涛用一组数字介绍了全球和我国能源结构的现状。而且,我国煤炭开发存在“鸡窝矿”多而巨型煤田少、瓦斯超标和存在严重透水隐患的“高危矿”多、以含硫、磷等污染成分很高的褐煤为主等几大弊端。

  出路在哪里?根据我国2020年的规划,天然气的预测产量将达到1800亿~2200亿立方米,在能源结构比例中从只占3%上升到8%~12%,核电将达4000万千瓦,水力发电将达2.9亿千瓦,风电将达3000万千瓦,太阳能将达200万千瓦。

  “从国家规划中可以看出,唯一的办法是更多地利用天然气,目前全球能源结构中天然气平均值为23%,远远高于我国目前的天然气利用水平。”张洪涛介绍说,但天然气也有用完的一天,“可燃冰”则是世界公认的唯一的大宗可替代能源,是未来低碳社会的理想能源。张洪涛表示,建议我国的能源结构“两步走”,当前加快开发利用天然气,长远发展还是要开发“可燃冰”。

  “可燃冰”其实就是天然气,但在融化之前的形状像冰,与我们所认识的天然气有明显区别。”张洪涛列举了“可燃冰”的几大优势:

  首先是储量巨大。在全球陆域面积的20.7%、海域面积的10%都有“可燃冰”,是世界陆地上所有能源所含甲烷总量的3000倍,是全球有机能源、化石能源总能量的2倍,储采比至少是1000年。

  其次是燃烧值高,污染非常小。“可燃冰”主要含甲烷、乙烷、丙烷,含少量二氧化碳和硫。1单位体积的“可燃冰”可以分解出164单位体积的甲烷气体。南海海域发现的“可燃冰”甲烷含量达99.8%,比陆地上的天然气和煤层气都要纯净得多。

  再次是赋存、成藏位置非常广泛,“普适性”很强,埋藏也很浅。“可燃冰”主要分布在海域1000米以下的海底200米以下左右、陆地冻土带距地表深200米到2000米之间。目前全球共找到166处有“可燃冰”,其中海域有98处,已在25处获得了样品。

  从全球研究进展看,从1810年英国科学家戴维在实验室合成氯气水合物以来,世界各国都在快马加鞭研究、开发。美国、日本、印度先后在海底,加拿大、美国先后在陆域冻土带钻获“可燃冰”实物样品。在2006~2009财年间,美国资助了40多个新老项目,提出了2015年前提交阿拉斯加区块的规模评价报告、2025年前提交“砂储层的技术可行性”和“经济可回收性”论证报告的目标。我国前后经过十几年艰苦的努力,于2007年5月1日、2009年9月25日先后宣布在南海海域和青海陆域冻土带钻获“可燃冰”实物样品,我国台湾的“可燃冰”研究也处于国际领先水平。

  回顾研究发现历程,曲折艰辛,也充满了挑战和喜悦。上世纪90年代,张洪涛任原地矿部地质调查局副局长时,就在时任局长的陈毓川院士支持下,关注、推动“可燃冰”研究工作。在国土资源部启动的国土资源大调查中,张洪涛担任《大调查纲要》起草组组长,在时任国土资源部部长的的支持下,把“可燃冰”调查研究列为重要内容,予以重点保障,从此开启了我国南海北部陆坡和陆域冻土带“可燃冰”调查研究评价的历史篇章。随后,我国“863”、“973”计划都将“可燃冰”纳入研究重点。

  工欲善其事,必先利其器。张洪涛兴奋地说:“2004年,我们靠德国科学家的资金、技术、人才支援,才完成了南海‘可燃冰’赋存规律的研究。现在我们建造了‘海洋6号’调查船,专门用于‘可燃冰’调查研究,花了4亿多元建造、装配仪器设备,世界一流,去年正式入列下水。”

  我国的“可燃冰”储量有多大呢?张洪涛认为,经初步分析,仅南海就可能有450亿吨油当量,这个数字还相当保守。陆地冻土带刚钻了几个孔,还属于“一孔之见”,很难评估储量,但青海地区、漠河地区、羌塘盆地等是陆域“可燃冰”也是储藏条件最好的地区,储量预期绝对非常巨大。“遗憾的是,中国研究的紧迫感仍嫌不足,资助力度也实在太小。”张洪涛连连摇头。

  “可燃冰”勘探开发三原则:技术上切实可行,经济上有利可图,环境上不能有害。

  张洪涛表示,最乐观的估计,我国10~15年内争取完成“可燃冰”的评价、勘查、开采等相关研究,并开始一定的商业研发。目前,世界上只有前苏联西西伯利亚西北部的麦索亚哈气田、加拿大麦肯齐三角洲地区和美国阿拉斯加北部斜坡区进行过“可燃冰”试开采。海上开采恐怕要等更长时间。

  张洪涛就当前我国“可燃冰”研究提出了三大原则:技术上要切实可行,经济上要有利可图,环境上不能有害。谈到技术,张洪涛表示自己很着急,“现在各国都在加紧研究,我国已经有了发现、评价的一些办法,但勘查、开采技术还是瓶颈。”目前,较理想的方法是欧盟提出的,将“可燃冰”开采与二氧化碳封存相结合的“二氧化碳置换法”。这种方法通过将二氧化碳注入海底置换“可燃冰”里的甲烷,使甲烷水合物成为二氧化碳水合物,再收集分解的甲烷,既获得了天然气,又封存了二氧化碳,一举两得。经济上有利可图就是开发利用成本要低,“如果开采成本太高,价格就会比天然气贵,即使再好也没人用。”张洪涛说。

  张洪涛着重谈了如何保证“环境上不能有害”。他指出,“可燃冰”开采后,会造成地下巨大的压力真空,极易导致“惊天动地”的海底滑坡和地底塌陷。而更严重的是,如果开采失控,“可燃冰”分解出的巨量甲烷气体,带来的温室效应远大于二氧化碳的危害。

  张洪涛呼吁,要加速开展以下工作:一是尽快查明资源家底。二是加速研发勘探开采技术,比如钻探工艺、工具研发等。三是制订环境效应的评估标准,包括调查评价海底地形地貌、岩层性质、断裂走向以及甲烷和二氧化碳泄漏的控制。

  “前提是国家要加大投入,各部门要联动统筹部署、制定规划,另外,要重视人才队伍建设,加紧培养复合型人才,这需要国家层面的培养、协调和支持。”张洪涛强调说。

  “天然气水合物将可能改变现在的地缘政治模式,美国、日本、印度可能实现能源自给,这一事件强烈影响国际事务及对外政策,现存的世界能源贸易将彻底打破。”张洪涛最后引用了美国著名地质学家迈克尔关于“可燃冰”的一段论述,希望我国加紧研究,使其早日成为我国经济社会发展的福音,使“可燃冰”的火焰早日绽放于百姓的灶台!

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