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可燃冰開發面臨地質環境兩大難題

2009-10-12 11:30:50 中國石化新聞網   作者: 宮 暢  

前不久我國陸域發現“可燃冰”,使我國成為世界上第一個在中低緯度凍土區發現“可燃冰”的國家。“可燃冰”的開發前景令人關注。專家認為可燃冰開發面臨地質和環境兩大難題

9月25日,國土資源部、國家地質調查局宣布在青海省祁連山南緣永久凍土帶、天峻縣木里鎮成功鉆獲天然氣水合物。海拔4000多米的祁連山南緣,一簇火苗的燃燒,讓人激動不已:地質工作者在此成功鉆獲“可燃冰”樣品,我國成為世界上第一個在中低緯度凍土區發現“可燃冰”的國家。

“可燃冰”,又叫“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”,學名叫天然氣水合物。它外表像冰,卻遇火即燃,清潔無污染,是一種名副其實的綠色能源,也是人們公認的尚未開發的最大新型能源。

“可燃冰”在世界范圍內分布廣,資源量大。據科學家預測,“可燃冰”儲量是現有天然氣、煤炭、石油全球儲量的兩倍,是常規天然氣的50倍。有科學家估計,海底“可燃冰”的儲量夠人類使用1000年。

“后石油時代”首選替代能源

“可燃冰”是人們公認的“后石油時代”首選替代能源。首次在我國陸域發現“可燃冰”,使我國成為世界上第一次在中低緯度凍土區發現“可燃冰”的國家,也是繼加拿大1992年在北美麥肯齊三角洲、美國2007年在阿拉斯加山北坡發現“可燃冰”之后,在陸域通過鉆探獲得“可燃冰”樣品的第三個國家。

“可燃冰”主要存在于大洋深處和世界永久凍土區。不久前,我國在南海北部成功鉆獲天然氣水合物,成為繼美國、日本、印度之后世界第4個通過國家級開發計劃采到水合物實物樣本的國家。深海鉆探面臨特殊困難,海洋環境特別是深海生態系統具有脆弱性,大規模商業化深海鉆探面臨很大困難。而陸地永久凍土區勘探開采,可行性要大得多。因此,我國高度重視陸域永久凍土區天然氣水合物的調查與研究工作。

2002年,國土資源部在啟動海域天然氣水合物調查時,同步部署陸域永久凍土區天然氣水合物的相關調查研究工作。9月25日,國土資源部總工程師張洪濤宣布,2008年11月,國土資源部在青海省祁連山南緣永久凍土帶(青海省天峻縣木里鎮,海拔4062米)成功鉆獲天然氣水合物實物樣品。2009年6月繼續鉆探,獲得寶貴的實物樣品,并對樣品進行了室內鑒定,獲得一系列原始數據。這是我國繼2007年5月在南海北部鉆獲天然氣水合物之后的又一重大突破。

在永久凍土區成功獲取“可燃冰”,對于我國未來的能源接續利用格外重要。我國是世界上第三凍土大國,凍土區總面積達215萬平方千米,具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前景。據粗略估算,遠景資源量至少有350億噸油當量。我國在凍土區發現這一潛在資源,必將極大地開拓人類尋找新資源的視野,為我國經濟社會可持續發展提供新型能源。

陸域開發比海域開發樂觀,環保仍是開發難題

可燃冰是水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態物質,具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點,是公認的地球上尚未開發的規模巨大的新型能源。

可燃冰分布在海底和永久凍土層內,資源量巨大,是全球煤炭、石油、天然氣資源總量的2倍。早在19世紀30年代可燃冰即進入人類視野。1965年,蘇聯首次在西西伯利亞永久凍土帶發現可燃冰礦藏,并引起各國科學家關注。

此前,中國于2007年在南海也發現了可燃冰,儲量約為185億噸油當量。

中國南海海域發現的可燃冰,分布于海底,呈糖塊狀,甲烷含量高達99.8%。而此次發現的陸域可燃冰則與巖層結合在一起,甲烷含量為77%,同時含有丙烷、乙烷、二氧化碳等。

張洪濤認為,陸域可燃冰的開采前景較海域更為樂觀。由于海域可燃冰在海底釋放時會產生龐大壓力,極易破壞海底生態環境。這成為海底開采可燃冰必須克服的難題。

張洪濤此前曾預計,中國需要30年的時間才能投入海底可燃冰的商業開采。但對陸域可燃冰,他認為,只要中國加緊勘探、研究,可能只需10年~15年即可進入商業性試采階段。

環保仍然是可燃冰開采的難題。張洪濤指出,陸域可燃冰分布于青藏高原地區,該地區是世界上對環境變化非常靈敏的地帶,環境相對脆弱,大規模開采必須考慮環境保護的成本。

有望取得突破,將是比較漫長的過程

神奇的大自然,蘊藏著奧秘無限,等待著人類的科學探索。探索無限,人類的希望也無限。中科院院士、著名石油天然氣地質學和地球化學專家戴金星,在中國地質大學召開的全國博士生學術會議上作此預言:“下世紀將是可燃冰的世紀!”

可燃冰可像固體酒精一樣被直接點燃,1立方米就可釋放出164立方米天然氣,中國東海、南海的蘊藏量都很可觀。戴金星院士介紹說,可燃冰好用卻也難采,“封印”一旦打開,要面臨地質和環境兩大困難。

可燃冰一旦汽化后,“封”存它的海底沉積物失去穩定性,會造成海床不穩定,對海底管道和通信電纜造成破壞。挪威在開發時就曾遭遇海底滑坡。同時,不穩定的可燃冰,在常溫和常壓環境下極易分解,釋放甲烷后處理不當易造成環境問題。

戴院士介紹,在位于佛羅里達、百慕大群島和波多黎各之間的百慕大三角區海域,發生過許多船只和飛機神秘失蹤事件,即所謂“百慕大之謎”,有學者認為與“可燃冰”氣藏有關。戴院士說,可燃冰釋放后,水密度變小,而海面空氣密度相對變大,對流將海面船只“吸”了下去。

中國煤炭地質總局青海煤炭地質105隊隊長、總工程師、教授級高工文懷軍介紹說,青海木里發現含“可燃冰”巖層段埋藏淺,只有130米~300米,這為“可燃冰”開采帶來很大有利條件。而且這里的凍土層較薄,只有80米~120米,也為將來的工程和科研帶來極大便利。

“‘可燃冰’的開發有望在這里取得突破。不過,這將是一個比較漫長的過程。”文懷軍說,因為“可燃冰”開采面臨的環保問題較為嚴峻,需要研究探索如何既能開發利用,又不傷害環境,特別是在生態脆弱的青藏高原。
 




責任編輯: 中國能源網

標簽:可燃冰 可燃冰開發 地質環境 天然氣水合物