5月18日10時,國土資源部部長姜大明在南海神狐海域的“藍(lán)鯨一號”鉆井平臺上宣布:我國首次海域天然氣水合物(又稱“可燃冰”)試采成功。中國科技工作者正式開啟了通往資源儲存量高達(dá)相當(dāng)于千億噸石油的“可燃冰時代”大門。這是中國能源開發(fā)的一次歷史性突破,對推動能源生產(chǎn)和消費革命具有重要而深遠(yuǎn)的影響。
千億噸石油級別的寶藏
天然氣水合物是由水和天然氣在高壓、低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì),因此又稱為可燃冰,意為可以燃燒的冰。
可燃冰燃燒值高,而且清潔。試采現(xiàn)場指揮部首席科學(xué)家、中國地質(zhì)調(diào)查局“李四光學(xué)者”盧海龍說,因為壓縮程度高,一立方米的可燃冰分解后可釋放出約0.8立方米的水和164立方米的天然氣。每立方米的可燃冰天然氣燃燒產(chǎn)生的能量是等量常規(guī)天然氣的1.43倍,明顯高于煤炭、石油,燃燒污染卻又比煤、石油小,更加的清潔環(huán)保。
可燃冰資源儲量豐富,其廣泛分布于全球大洋海域,甲烷含量是天然氣資源量的60倍,估算其資源量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍。
據(jù)試采現(xiàn)場指揮部總指揮、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局局長葉建良介紹,可燃冰被各國視為未來石油、天然氣的戰(zhàn)略性替代能源,是未來全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。
南海海域是我國可燃冰最主要的分布區(qū),全國可燃冰資源儲存量相當(dāng)于1000億噸石油,其中有800億噸在南海。試采現(xiàn)場指揮部地質(zhì)組組長陸敬安說,勘探顯示,神狐海域有11個礦體、面積128平方公里,資源儲存量相當(dāng)于1.5億噸石油儲量。
“成功試采意味著這些儲量都有望轉(zhuǎn)化成可利用的寶貴能源,也就意味著中國打開了一個儲存量為千億噸石油級別的寶藏?!标懢窗舱f。
盧海龍說,按照當(dāng)前我國使用量粗略估算,可燃冰可供我國使用一百年以上。而且目前我國石油的對外依存度超過60%,可燃冰對我國能源安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著重要意義。
試采成功的背后,是我國海洋地質(zhì)工作者在天然氣開發(fā)上的奮起直追。
和國際上早在20世紀(jì)60年代就開始勘探、研究可燃冰相比,我國的可燃冰研究起步要晚到1998年,但中國科技工作者只用了19年就完成了從空白到趕超的全過程。
“中國方案”具有多重深遠(yuǎn)影響
試采成功將改變我們國家的能源結(jié)構(gòu),扭轉(zhuǎn)多煤少氣的局面,同時在能源勘查開發(fā)領(lǐng)域也邁出了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性一步。
葉建良說,從全球各國對可燃冰的開發(fā)歷程看,美國、加拿大進(jìn)行過陸上試采,但效果不佳。日本兩次試采都已失敗,也就是說,對可燃冰的試采,全球范圍內(nèi)沒有成熟經(jīng)驗可用。
“我們在能源領(lǐng)域或者礦業(yè)領(lǐng)域,從油氣到頁巖氣,包括煤炭的開采,都是跟著國外技術(shù)跑。這次的試采成功,至少短期內(nèi)實現(xiàn)了領(lǐng)跑。”葉建良說。
可燃冰開采之難,被形容為“在豆腐上打鐵、用金剛鉆繡花”。
“可燃冰雖然儲量大、分布廣,但形成年代要比石油、天然氣晚得多,覆蓋的海底地層普遍是砂質(zhì),現(xiàn)有的海底鉆井設(shè)備開采稍有不慎就會導(dǎo)致大量砂石涌進(jìn)管道,造成開采失敗?!北R海龍說。
日本的兩次試采,盡管選擇了相對條件較好的粗砂型儲層可燃冰進(jìn)行開采,但兩次都因管道進(jìn)砂而中止。
而神狐海域的可燃冰開采又屬于難中之難。陸敬安說,神狐海域可燃冰一是儲層淺,地層承載力有限,要保證井柱穩(wěn)定,又不能破壞儲層,工程措施選擇小,施工難度大。二是砂子細(xì),含泥量大,導(dǎo)致滲透率低、產(chǎn)量下降。
神狐海域可燃冰試采攻堅克難獲得成功,依賴于“中國理論”的創(chuàng)新。試采現(xiàn)場指揮部辦公室主任邱海峻介紹說,在多年勘探和陸地研究的基礎(chǔ)上,我國在全球率先建立了可燃冰“兩期三型”成礦理論,指導(dǎo)圈定了找礦有利區(qū),精準(zhǔn)鎖定了試開采目標(biāo);創(chuàng)立可燃冰“三相控制”開采理論,應(yīng)用于試開采模擬和實施方案制定,確保了試采過程安全可控。
此次試采成功形成的技術(shù)方案,在中國乃至全球具有廣闊的應(yīng)用前景,這對全球能源變革產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。同時,還將有助于“一帶一路”倡議的能源合作與發(fā)展。
盧海龍說,在國際上一些專家眼里,可燃冰將徹底改變現(xiàn)存的世界能源市場,甚至可能改變現(xiàn)在的地緣政治模式??扇急Y源有97%分布于海洋,90%屬于泥質(zhì)粉砂儲層,而這也是神狐海域可燃冰的儲層類型。
“這意味著,我們的技術(shù)總結(jié)完善后,將為世界上絕大多數(shù)可燃冰開采提供幫助,為世界各國提供借鑒,這次試采的‘中國方案’擁有無限廣闊的應(yīng)用前景?!北R海龍說。
而在可燃冰帶來的世界能源變革中,如果中國能夠繼續(xù)保持“領(lǐng)跑”的態(tài)勢,那我國將擁有“先人一步”的優(yōu)勢,能在未來能源格局中搶占住戰(zhàn)略制高點。
神狐海域可燃冰試采成功,還將為我國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的增長極,有助于我國海洋強國戰(zhàn)略的實施。葉建良認(rèn)為,可燃冰不僅保障國家能源安全,而且上千億噸石油級別的可燃冰商業(yè)性開發(fā),將產(chǎn)生巨量的經(jīng)濟(jì)效益,為我國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強大的原動力。
中國科學(xué)家認(rèn)為,全球能源中的“中國方案”將有助于“一帶一路”倡議的發(fā)展?!暗蜐B粉砂質(zhì)儲層水合物礦藏在海上絲綢之路沿線國家廣泛分布,很多國家對可燃冰有強烈需求。我們現(xiàn)在掌握了這一技術(shù),將來可以進(jìn)行技術(shù)輸出,有利于解決‘一帶一路’沿線的資源、能源問題,推動‘一帶一路’沿線的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和融合。”邱海峻說。
何時能用上可燃冰
20世紀(jì)80年代初起,世界各主要資源國都將可燃冰開發(fā)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略,在近些年全球新一輪的可燃冰勘查開采熱潮中,美、日、印、德等國紛紛將可燃冰資源勘查和開發(fā)利用納入其國家能源中長期發(fā)展規(guī)劃,并編制了詳細(xì)的發(fā)展路線圖。
目前,全球可燃冰研發(fā)活躍的國家主要有中國、美國、日本、韓國、加拿大和印度等國。越南、菲律賓、印度尼西亞等國也制定了試采計劃。日本于2013年和今年在同一海域進(jìn)行了兩次試采,均因出砂問題失敗。
國際歐亞科學(xué)院院士、青島國家海洋科學(xué)研究中心主任李乃勝在接受記者采訪時表示,以中國這次重大突破為標(biāo)志,可燃冰開采已經(jīng)達(dá)到了“技術(shù)上可行”階段,但在實現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)上可行”,即民用化、商業(yè)化的征程中還有一些障礙需要克服。主要是如何進(jìn)一步降低開采和運輸成本、降低對礦藏周邊環(huán)境影響等。
李乃勝認(rèn)為,在未來可燃冰開發(fā)過程中,要進(jìn)一步確立可燃冰資源在我國能源戰(zhàn)略中的地位,優(yōu)先編制可燃冰開發(fā)中長期規(guī)劃;汲取發(fā)達(dá)國家先進(jìn)經(jīng)驗,瞄準(zhǔn)世界一流水平,建立健全開采的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系,增強核心技術(shù)自主研發(fā)能力。
同時,要對可燃冰開采可能誘發(fā)的氣候、地質(zhì)及生物影響進(jìn)行深入研究,提出應(yīng)對方案;深化基礎(chǔ)研究,摸清成礦原理,建立符合我國國土實際的理論模型,提升我國相關(guān)研究的國際地位。
未來可燃冰開發(fā)道路依舊漫長,根據(jù)盧海龍等人的判斷,我國可燃冰要達(dá)到商業(yè)性開發(fā)的水平,還需要15年到20年的時間,也就是在2030年以后才行。當(dāng)前的重點在于,擁有保有足夠的技術(shù)能力和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究,而這兩者目前都需進(jìn)一步加強。