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3月30日，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局“海洋四號(hào)”科學(xué)考察船再度起航，赴我國(guó)南海北部海域考察可燃冰的情況,。
下圖：科技人員通過(guò)海底照相機(jī)拍攝的南海北部陸坡存在可燃冰的相關(guān)地理特征(2004年8月攝)。
本報(bào)記者:周文杰 攝 |
6月5日,，國(guó)土資源部宣布，我國(guó)海域天然氣水合物——“可燃冰”資源調(diào)查獲得重大突破,。此消息如一石擊水,，引起全世界能源資源界的廣泛關(guān)注。
“雖然可燃冰在近中期內(nèi)尚不能成為我國(guó)的一種能源選擇,，但‘南海大發(fā)現(xiàn)’使得我國(guó)天然氣水合物調(diào)查研究水平一舉步入世界先進(jìn)行列,，它向我們展示了后石油時(shí)代我國(guó)能源戰(zhàn)略的又一種選擇,。”國(guó)家發(fā)改委能源研究所副所長(zhǎng)戴彥德在接受本報(bào)記者采訪時(shí)如此表述,。
歷史性突破
采集可燃冰實(shí)物樣品是公認(rèn)的世界性難題,。據(jù)了解，國(guó)土資源部從1999年開(kāi)始啟動(dòng)可燃冰海上勘查,，前后歷經(jīng)9年,，累計(jì)投入經(jīng)費(fèi)達(dá)5億元。
所謂“可燃冰”,，是人們對(duì)天然氣水合物形象而通俗的稱呼,。它存在于海底或陸地的凍土帶內(nèi)，是由天然氣與水在高壓低溫條件下結(jié)晶形成的固態(tài)化合物,。由于純凈的天然氣水合物呈白色,，形似冰雪,，并可以像固體酒精一樣直接被點(diǎn)燃,，因此就有了“可燃冰”的名字。
研究結(jié)果顯示,，可燃冰的能量密度非常高,，1立方米可燃冰可以釋放出164立方米的天然氣。與此同時(shí),，綜合考察表明,，目前世界上可燃冰資源量很大，據(jù)保守估算,，其所含有的有機(jī)碳總資源量已相當(dāng)于全球已知煤,、石油和天然氣總量的兩倍。特別是可燃冰主要成分是甲烷,，由于燃燒后幾乎沒(méi)有污染,，因此被認(rèn)為是一種綠色的新型能源。
實(shí)際上,，我國(guó)從1997年就開(kāi)始組織對(duì)天然氣水合物的前期研究,。今年4月21日，我國(guó)正式啟動(dòng)南海北部陸坡海域天然氣水合物鉆探工作,。5月1日凌晨,，鉆探船在南海北部神狐海域的一號(hào)鉆探站位獲取了可燃冰的樣品，其沉積層厚18米,，甲烷含量99.7%,。
“我們將保壓巖芯樣品放入水中，涌出了大量氣泡,，將這些釋放的氣體直接點(diǎn)燃,，火苗是藍(lán)色的,，非常旺盛�,！焙酱问紫茖W(xué)家,、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局張海啟博士回憶起當(dāng)時(shí)的情景時(shí)，仍然十分興奮,。張海啟告訴記者,，在第一個(gè)站位取得成功后，他們又于5月15日在第四個(gè)站位成功獲得了可燃冰實(shí)物樣品,，其測(cè)試結(jié)果更是振奮人心,，可燃冰沉積層厚度達(dá)34米，氣體中甲烷含量高達(dá)99.8%,�,！盁o(wú)論是礦層厚度、水合物豐度,，還是甲烷純度,，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出世界上其他地區(qū)類似分散浸染狀的水合物，我們鉆獲了一種從未被發(fā)現(xiàn)的全新類型樣品,�,！睆埡⒄f(shuō)。
我國(guó)此次在南海北部成功鉆獲可燃冰,，被業(yè)界公認(rèn)為“繼美國(guó),、日本、印度之后第四個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到天然氣水合物實(shí)物樣品的國(guó)家”,。同時(shí),，作為首次獲取高純度天然氣水合物實(shí)物樣品的國(guó)家，我國(guó)的天然氣水合物研究同樣取得了歷史性突破,。戴彥德說(shuō),，此舉表明我國(guó)南海北部海域里含有巨大的天然氣水合物資源，作為一種優(yōu)質(zhì)的石油替代性資源,，可燃冰的發(fā)現(xiàn)為我過(guò)能源界展示了一個(gè)美好的前景,。
世界性命題
隨著可供人類開(kāi)采的石油、煤炭等化石能源不斷減少,，許多國(guó)家都在尋找新的替代能源,，可燃冰的發(fā)現(xiàn)立即引起人們的關(guān)注。一些國(guó)家相繼把可燃冰作為后續(xù)能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究,，對(duì)可燃冰的科學(xué)考察取得可喜成績(jī),。美國(guó)、日本等國(guó)家先后在海底獲得了可燃冰實(shí)物樣品，而加拿大在凍土帶內(nèi)找到了可燃冰,。一些發(fā)達(dá)國(guó)家甚至將利用該能源的時(shí)間表定在2015年,。
“在可燃冰的開(kāi)發(fā)利用方面，一些發(fā)達(dá)國(guó)家可能走得要快一些,，但可燃冰資源的發(fā)現(xiàn)將預(yù)示著一個(gè)時(shí)代的到來(lái),，這個(gè)時(shí)代是由世界能源界發(fā)展方向決定的，而并不能說(shuō)由哪個(gè)國(guó)家來(lái)決定,�,！贝鲝┑抡f(shuō)，可燃冰的開(kāi)發(fā)利用是一個(gè)世界性的命題,，中國(guó)如今也更大程度地參與到這個(gè)命題當(dāng)中,，我們應(yīng)該盡自己的努力，力爭(zhēng)在可燃冰時(shí)代到來(lái)的時(shí)候擁有更多話語(yǔ)權(quán),。
戴彥德告訴記者,，隨著全球氣候變暖以及常規(guī)的化石能源日益走向枯竭，全人類開(kāi)始積極尋求后石油時(shí)代的能源替代問(wèn)題,。從目前看主要有兩個(gè)方向,，一是以風(fēng)能、太陽(yáng)能,、潮汐能,、生物質(zhì)能為代表的可再生能源,，另外一個(gè)方向就是作為低碳能源的可燃冰,。對(duì)石油替代資源必須盡早著手進(jìn)行開(kāi)發(fā)，至少要提前15年,，甚至是二,、三十年就開(kāi)始投入，因此世界各國(guó)都很重視對(duì)可燃冰的開(kāi)發(fā)利用,�,！爱吘箯钠鋬�(chǔ)量之大、分布范圍之廣和應(yīng)用前景之好來(lái)看,，可燃冰是傳統(tǒng)化石能源之后最佳的接替性能源,。”戴彥德如是說(shuō),。
后石油時(shí)代的選擇
雖然可燃冰的開(kāi)發(fā)利用引起了世界各國(guó)的高度關(guān)注,，但要對(duì)這種資源進(jìn)行大量開(kāi)采，并將其作為一種新型能源加以利用,，在中短期內(nèi)并不容易,。“可燃冰是后石油時(shí)代的一種能源，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看,，人類對(duì)它寄予了很高期望,，但卻并不是近中期的能源選擇�,！贝鲝┑抡f(shuō),，目前世界各國(guó)對(duì)可燃冰僅限于一種“發(fā)現(xiàn)式”的認(rèn)識(shí)，還有很多初級(jí)問(wèn)題沒(méi)有搞清楚,，“目前談開(kāi)發(fā)還為時(shí)過(guò)早”,。
“目前很多國(guó)家都只是證明其在某一地區(qū)內(nèi)含有可燃冰這種資源，但卻很難說(shuō)出具體的可采儲(chǔ)量,�,！贝鲝┑卤硎荆捎诳扇急植加诤５�,，因此勘探起來(lái)有很大難度,，至少現(xiàn)階段世界各國(guó)都不能像探測(cè)石油、天然氣一樣,，通過(guò)分析地質(zhì)構(gòu)造和進(jìn)一步勘探,，確認(rèn)可燃冰的探明可采儲(chǔ)量�,！皟�(chǔ)量尚不明了,，何談開(kāi)采、利用,？”
戴彥德的觀點(diǎn)得到了業(yè)界的認(rèn)同,。有關(guān)研究成果表明，可燃冰形成的必要條件是低溫和高壓,，因而它主要存在于凍土層和海底大陸坡中,。這些賦存所需要的特殊溫度和壓力條件，使人們采集可燃冰的實(shí)物樣品十分困難,，不僅需要高投資,，還需要游泳航海、地質(zhì)鉆探,、樣品取存等方面的高技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備,。
“采集實(shí)物樣本尚且具有一定的難度，可燃冰的開(kāi)發(fā)利用就更是難上加難了,�,！睂I(yè)人士指出，開(kāi)發(fā)可燃冰非常危險(xiǎn),，由于水化物是在低溫高壓下形成的,，它的主要成分是甲烷80%,、二氧化碳20%，一旦脫離地下和海底,，氣化造成的“溫室效應(yīng)”十分嚴(yán)重,。且開(kāi)采時(shí)還有可能導(dǎo)致海床崩塌使甲烷大量釋放，釋放過(guò)程中一旦失控,，難免釀成災(zāi)難,。因此業(yè)界認(rèn)為可燃冰成為新能源只是人類的一個(gè)希望，在今后幾十年內(nèi)可望而不可即,。
新聞鏈接
“可燃冰”發(fā)現(xiàn)的歷史進(jìn)程
1810年,，可燃冰首次在實(shí)驗(yàn)室被發(fā)現(xiàn)。
1934年,，前蘇聯(lián)在被堵塞的天然氣輸氣管道里發(fā)現(xiàn)可燃冰,，這一發(fā)現(xiàn)引起前蘇聯(lián)人的重視。
1965年,，前蘇聯(lián)首次在西西伯利亞永久凍土帶發(fā)現(xiàn)可燃冰礦藏,，并引起多國(guó)科學(xué)家的注意。
1970年,，前蘇聯(lián)開(kāi)始對(duì)該可燃冰礦床進(jìn)行商業(yè)開(kāi)采,。
1971年，美國(guó)學(xué)者Stoll等人在深海鉆探巖心中首次發(fā)現(xiàn)海洋天然氣水合物,，并正式提出“天然氣水合物”(即可燃冰)概念,。
1974年，前蘇聯(lián)在黑海1950米深處發(fā)現(xiàn)可燃冰的冰狀晶體樣品,。
1979年,，國(guó)際深海鉆探計(jì)劃(DSDP)第66和67航次在墨西哥灣實(shí)施深海鉆探，從海底獲得91.24米的可燃冰巖心,，首次驗(yàn)證了海底天然氣水合物礦藏的存在,。
1981年,，DSDP利用“格羅瑪·挑戰(zhàn)者號(hào)”鉆探船從海底獲取3英尺長(zhǎng)可燃冰巖心,。
1992年，大洋鉆探計(jì)劃(ODP)第146航次在美國(guó)俄勒岡州西部大陸邊緣Cascadia海臺(tái)獲取可燃冰巖心,。
1995年,，ODP第164航次在美國(guó)東部海域布萊克海臺(tái)實(shí)施了一系列深海鉆探，取得了大量可燃冰巖心,，并首次證明該礦藏具有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值,。
1997年，ODP考察隊(duì)利用潛水艇在美國(guó)南卡羅來(lái)納海上的布萊克海臺(tái)首次完成了ODP直接測(cè)量和海底觀察,。同年,，ODP在加拿大西海岸胡安-德夫卡洋中脊陸坡區(qū)實(shí)施了深海鉆探，取得可燃冰巖心。
1998年,，日本通過(guò)與加拿大合作,，在加拿大西北Mackenzie三角洲進(jìn)行了水合物鉆探，在890至952米深處獲得37米可燃冰巖心,。該鉆井深1150米,，是高緯度地區(qū)永凍土帶研究氣體水合物的第一口井。
1999年,，日本在其靜岡縣御前崎近海挖掘出外觀看起來(lái)像濕潤(rùn)雪團(tuán)一樣的可燃冰,。
……
2007年3月，美國(guó),、日本和德國(guó)的幾家公司和科研機(jī)構(gòu)在加拿大西北部海域進(jìn)行了一次聯(lián)合試驗(yàn)開(kāi)采,，工作人員打了一口深1200米的鉆井，一直通到可燃冰層,，通過(guò)井注入溫水后,，可燃冰的甲烷便溶在了溫水中，然后把溶有甲烷的溫水再抽回地面,，進(jìn)行分離得到甲烷,。
到目前為止，在世界海域內(nèi)至少已有60處直接或間接發(fā)現(xiàn)了可燃冰,。 |