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我国首次海域可燃冰试采宣告成功 开采技术领跑全球

发布时间:2017-05-18 来源:观察者网 类型:行业新闻 人浏览
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可燃冰 天然气

导  读:

国土资源部在今日对外宣布,我国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功!据中国地质调查局网站消息,中国南海神狐海域天然气水合物(俗称可燃冰)试采实现连续超过7天的稳定产气,取得天然气水合物试开采的历史性突破。这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

国土资源部在今日对外宣布,我国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功!据中国地质调查局网站消息,中国南海神狐海域天然气水合物(俗称可燃冰)试采实现连续超过7天的稳定产气,取得天然气水合物试开采的历史性突破。这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

可燃冰,天然气

可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

燃烧后,可燃冰仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高出十倍。此外,可燃冰储量巨大,所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的接替能源。

我国管辖海域和陆区也蕴藏有丰富的可燃冰资源,因此走近、认识可燃冰显得意义非凡。

据了解,天然气水合物储量巨大,仅我国海域预测远景资源量就达到800亿吨油当量,世界资源量约为2100万亿立方,可供人类使用1000年。我国在可燃冰研究之初就确立了这一未来发展前景更为广阔的类型。

国土资源部中国地质调查局副局长 李金发:我们开始就瞄准了资源潜力巨大,具有广泛利用前景的这一个类型。虽然难度很大,但是我们开发成功之后,它的广泛利用更具意义。

下一步,试开采团队将继续在附近海域再进行二至三个不同矿区和类别的试开采工作。积累更多试开采经验,为在2030年前进行天然气水合物商业开发打下基础。

国土资源部中国地质调查局副局长 李金发:从目前我们试采的连续性和产气量来看,离商业性开采距离不远了。我相信,在2030年以前,具有最大潜力的天然气水合物资源将会得到商业性开发利用。

可燃冰是如何形成的?

目前人类已探明的可燃冰主要分布在海底和永久冻土带,要形成可燃冰必须满足三个基本条件:原材料、温度和压力。

首先,要有一定数量的天然气这一原材料。

其次,必须是低温条件,可燃冰在0到10℃时生成,超过20℃就会分解,变得“烟消云散”。因此,无论是在海底还是陆域的永久冻土带都要满足这一条件。

最后,必须要在高压条件下才能生成。在0℃时,需要30个大气压才可以生成可燃冰。

中国地质调查局基础部副主任 邱海峻:在神狐海域1200米水深以下,200米左右,只要有合适的低温高压环境,就能形成水合物,而且只要气源比较充足的情况下,就能形成很富集的矿体,这是规律。

在原材料、温度、压力三者都具备的条件下,可燃冰晶体就生成了。除了海底,科学家在大陆的永久冻土带也发现了可燃冰。我国是世界上第一个在中高纬度高原冻土带钻获可燃冰实物样品的国家。

可燃冰藏在哪?

根据2016年发布的《中国能源矿产地质调查报告》的最新数据,我国可燃冰预测远景资源量超1000亿吨油当量,开发前景广阔。那么这些可燃冰到底都藏在哪里呢?

在《中国能源矿产地质调查报告》中提到的可燃冰资源量,包括海域可燃冰和陆域可燃冰。

2013年在我国珠江口盆地东部海域发现超千亿方级可燃冰物矿藏,2015年神狐海域再次发现超千亿方级可燃冰,而且矿藏分布广、厚度大、饱和度高,为我国可燃冰试开采提供了重要参考靶区。2015年,我国利用自主研发的4500米级“海马”号无人遥控潜水器首次在珠江口盆地西部海域发现了可燃冰活动的标志——活动“冷泉”,并成功获取了可燃冰样品。

天然气水合物试采现场总指挥 叶建良:水合物要有一定的温压条件,也要有一定的气体来源,所以基本都分布在大陆架的边缘地带。

其实,我国对海底可燃冰的研究和勘探已经进行了30年,在南海西沙海槽、神狐等海区相继发现存在标志。保守估计,我国可燃冰的总资源约是常规天然气、页岩气等资源量总和的两倍,按当前的消耗水平,可满足我国近200年的能源需求。而在世界上,可燃冰的研究早在上世纪六十年代就已经开始。截至目前,全世界直接或间接地发现的可燃冰矿点超过200多处。

天然气水合物试采现场总指挥 叶建良:天然气水合物在全球分布非常广,资源量也非常大,所以世界各国都争相关注这方面的研究和试开采工作,包括美国、加拿大、日本甚至印度也瞄着马上要开采,韩国也准备试开采,实际上大家都在进行国际竞争。它很有可能成为我们今后化石能源的替代能源。

可燃冰能干啥?

同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝,把可燃冰称作"属于未来的能源"。

可燃冰的最大特点就是能量密度高。它占用体积小,却蕴含大量能量。举个例子,一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100升天然气能跑300公里的话,那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里。

李金发说,如果这个能开发利用,将会大大的提高我国的资源安全保障能力,大大降低我国对外依存度,同时也会大大地改善我国能源资源结构。

中国可燃冰开采技术获突破性进展 达国际先进水平

据观察者网此前报道,今年初,经10余年技术攻关,吉林大学科研团队研发出陆域天然气水合物冷钻热采关键技术,填补了国内该领域空白,总体达到国际先进水平。此外,该技术还获得了2016年国家技术发明奖二等奖。

中国吉林大学从2004年开始开展陆域可燃冰钻采项目研发,攻克了高海拔和严寒地区施工等多项技术难题,成功研发了国内外首创的具有自主知识产权的可燃冰冷钻热采关键技术。

在海拔4000公尺的青海省木里盆地,科研团队利用该技术首次钻获陆地可燃冰实物样品,并成功实现了陆地天可燃冰试开采,打破了国外水合物钻探取样技术的垄断。

与国际上通用的“被动式保压保温取样”钻探原理不同,新技术首次提出“主动式降温冷冻取样”原理,发明了钻井泥浆强化制冷方法、水合物孔底快速冷冻取样方法和高温脉冲热激发开采技术,主要技术指标超过国外同类技术。

中国地质学会聘请中国工程院院士苏义脑、康玉柱,中国科学院院士李廷栋等对项目研究成果进行鉴定,并做出评价,天然气水合物的钻采是非常规天然气开发中的世界性难题,该项目针对这一重大战略性技术储备需求进行技术攻关,为我国陆域天然气水合物的重大发现和成功试采提供技术支撑,总体达到国际先进水平。

目前,在可燃冰的勘探研究上,美国日本等国家都获得了长足的研究结果,但是都未能实现可燃冰的大规模开采。这个阶段转换到商业规模的开发生产阶段,还有经济、地质灾害、环境等问题需要考虑。

该研究团队也表示,由于天然气水合物资源主要分布于海域,下一步该团队将针对海域天然气水合物钻采技术开展研究,为我国天然气水合物早日实现商业化开采做贡献,并为“一带一路”战略服务。

在全球新能源革命的背景下,太阳能、核能、地热能、风能轮番爆发,不过唯独可燃冰的新进展迟迟未见。事实上,开发技术问题成为可燃冰开采的“拦路虎”。在技术上,可燃冰的开采主要使用热激发开采法、减压开采法、化学试剂法和水力压裂法,但开采成本和可能涉及到的环境问题仍未有完善的解决办法。

目前在可燃冰开发上,日本和美、德等国均处于领先地位。2013年3月,日本宣布成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷,成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。随后日本不断加快可燃冰的技术研究,特别是在福岛核电事故后,向来能源匮乏的日本更是在可燃冰上抱有极高的热情,希望能复制美国的页岩气革命,实现能源独立。

作为全球能源消费的第一大国,中国在可燃冰项目则起步较晚。国土资源部最早于1999年开始启动可燃冰资源调查,直到2007年成功获取可燃冰的实验样品。虽然中国成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家,但商业化进展比较缓慢,国内对于可燃冰开发的公司不多,真正形成产业链还有很长的路要走。

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