可燃冰的国际开发

　　近日有日本媒体报道称，日本已将可燃冰作为主要替代能源加速开发。日本能源匮乏，爆发福岛核电站灾难后，长期作为主要能源之一的核电产业受到严重打击，日本迫不及待地加速开发利用可燃冰。

　　日本国内研究显示，其周边或环抱的海域如鄂霍次克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽与日本南海海槽等都有可观的可燃冰天然贮藏，而且埋藏于海底下数米的浅层处，具有相当的开发价值。资料显示，仅日本南海海槽就有不少于1.1万亿立米的可燃冰储藏，其总量相当于日本全国十年的能源消费量，对于长期面临能源消费压力的日本而言，其意义可想而知。

　　2013年3月12日，日本石油天然气金属矿物国家公司（JOGMEC）启动了大范围的产业勘探，成功地使用一种解压技术从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷，日本因此成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家，并希望到2018年即可实现产业规模的开发。

　　虽然可燃冰做为新型能源近几年才为大众所熟知，但实际上人类早在一百年前就在实验室里认识了这种材料，只不过上世纪60年代才发现这种低温高压下天然形成的特殊燃料。前苏联1960年在西伯利亚首次发现了天然可燃冰，并于1969年投入开发；1969年，美国开始实施可燃冰调查，并于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；日本于1992年开始关注可燃冰，并于近年完成了周边海域的可燃冰调查与评价。不过最早真正挖出可燃冰的却是德国。

　　可燃冰的研究与勘探于本世纪初进入高峰期，全球目前有至少30多个国家和地区参与其中。美国总统科学技术委员会建议研究开发可燃冰，参、众两院有许多人提出议案，支持可燃冰开发研究。2012年10月，美国能源部宣布将投入600万美元用于可燃冰研究项目，重点评估在深海和极地区域的可燃冰资源，考察可燃冰能否作为美国未来能源供应的重要来源。据美国地质调查局评估，其领海拥有大约20万亿立方英尺可燃冰资源储量，足够美国用上100年。

　　为开发可燃冰，国际上成立了由19个国家参与的地层深处海洋地质取样研究联合机构，有50个科技人员驾驶着一艘装备有先进实验设施的轮船从美国东海岸出发进行海底可燃冰勘探。这艘可燃冰勘探专用轮船的7层船舱都装备着先进的实验设备，是当今世界上唯一的一艘能从深海下岩石中取样的轮船，船上装备有能用于研究沉积层学、古人种学、岩石学、地球化学、地球物理学等的实验设备。这艘专用轮船由得克萨斯州A·M大学主管，英、德、法、日、澳、美科学基金会及欧洲联合科学基金会为其提供经济援助。

我国可燃冰储量可观

　　我国从1995年开始对可燃冰的研究，近年来在可燃冰勘探开发方面也加快了步伐。2005年4月，我国宣布首次发现世界上规模最大被作为“可燃冰”存在重要证据的“冷泉”碳酸盐岩分布区，其面积约为430平方公里。2010年12月15日，我国科考人员在中国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体，含矿区总面积约22平方公里，矿层平均有效厚度约20米，预测储量约为194亿立方米，获得可燃冰的三个站位的饱和度最高值分别为25.5％、46％和43％，是世界上已发现可燃冰地区中饱和度最高的地方。

　　2013年12月17日，国土资源部就《2013年海域天然气水合物勘探成果》举行新闻发布会称，我国海洋地质科技人员2013年6月至9月在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品，并通过钻探获得可观的控制储量，此次发现的天然气水合物样品具有埋藏浅、厚度大、类型多、纯度高4个主要特点，控制储量1000亿立方米至1500亿立方米，相当于特大型常规天然气矿规模。据介绍，南海北部的可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”，在西沙海槽，科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里，其资源估算达4.1万亿立方米。国土资源部宣布将全面组织实施我国海域、陆域天然气水合物资源勘察评价，力争早日实现天然气水合物（可燃冰）开发利用。

　　我国是世界第三大冻土国，冻土区总面积达215万平方公里。勘探结果显示，我国陆域可燃冰储量也较为可观。2009年，我国在祁连山南缘永久冻土层下成功钻获天可燃冰实物样品，该样品埋深较浅，一般位于井深130－396米，其组成成分主要为甲烷气体，还含少量乙烷、丙烷等。这类新类型水合物的成矿机理大致是：煤层气向上溢散，而上面有冻土层的覆盖，在高压、低温的条件下二者形成“可燃冰”。以同样原理成矿的可燃冰，在我国青藏高原冻土层分布地区储藏广泛，青海省海拔在4000米以上的天峻县木里地区由于蕴藏丰富优质煤炭资源，也同样发现储量较大的可燃冰。目前在青藏高原发现的可燃冰至少有350亿吨油当量。

　　陆域可燃冰的大量发现，对我国可燃冰开发利用意义重大。虽然海域可燃冰目前发现的储量相当可观，但开采过程中在海底瞬间释放时会产生巨大压力，极易破坏海底生态环境，这是在目前技术条件下困扰和束缚世界各国海底可燃冰开采的共同难题。因此，专家认为陆域可燃冰的开采前景较海域乐观。

　　在科技部的支持下，目前我国有关陆域天然气水合物的863项目、973项目已经启动，相关调查及开发技术研究也已纳入国土资源部“十二五”规划，与加拿大、德国等 国际合作正在推进。专家认为，中国有条件、有能力彻底搞清陆域可燃冰的赋存条件、形成机理和分布特征，加快可燃冰的勘查、评价、开发和相关研究。

开发技术难题仍待突破

　　虽然可燃冰开发利用被赋予极大的期望，但科学家也对其可能造成的环境挑战持谨慎态度。世界许多国家都在研究确保大气和海底环境不受损害的开采方法。专家认为，可燃冰能否成为21世纪的主要能源，取决于开采技术能否获得突破性进展。

　　研究表明可燃冰中的甲烷，温室效应为CO2的20倍，而就在目前，温室效应已经造成的气候异常和海面上升正在对大气和生态环境造成挑战。已经完成的调查表明，全球海底可燃冰中所含甲烷总量大约是地球大气中甲烷总量的3000倍。

　　天然可燃冰常态为固态，其从海底开发搬运的过程中，随着温度上升，甲烷会自然挥发。在技术尚无十足把握的情况下大量开发可燃冰，如果造成其中的甲烷大量释放逃逸到大气层，其后果将难以想象。从海底地质结构本身而言，作为固结沉积物的可燃冰在开采过程中必然会因条件变化而改变其物理性质，使海底地层软化并产生的海底滑坡，对现有的海底工程如海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等造成损毁。

　　从各个方面来看，目前可燃冰开采技术的焦点难题，就是将冰化气的过程控制。如果温度太低，可燃冰就会凝固而导致无法输送，而一旦升温过度，深海高压下的可燃冰若不能及时控制并定向输送，会在解压时立刻逸入大海或天空。这种经济和环境破坏的双重损失，都将是开发企业难以承担的。对于我国陆域可燃冰开发而言，青藏高原地带相对脆弱的生态环境，是不得不加以慎重考虑的.