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“可燃冰”:低碳社會的理想能源文章來源:鳳凰網 | 發布日期:2010-08-13 | 作者:未知 | 點擊次數:
低碳社會來臨,全球能源結構待變,清潔、環保的成為時代新寵。但并不是所有新能源利用都前途無量。與全球地質學家一樣,我國專家將目標指向一種“特殊的天然氣”,它儲量巨大、清潔環保、前景廣闊,極有可能支撐起未來我國的能源需求,那就是“可燃冰”(又稱天然氣水合物)。 國務院參事、國土資源部總工程師張洪濤,直接指揮了南海海域、青海凍土帶兩大區域“可燃冰”的鉆探發現,是國內最權威的指揮長、研究者和見證人。他非常樂觀地認為,有足夠的數據和依據表明,“可燃冰”一定是未來低碳社會的理想能源。就這一話題,在第41個世界地球日到來之際,張洪濤接受了《經濟》記者的專訪。 各類能源儲采比小,能源結構不合理,遠不適應低碳社會要求。 從世界上看,新能源在能源結構中的比例非常小。全球煤炭、石油、天然氣等仍是能源消耗的主體,分別占28.4%、35.8%、23.7%。 “儲采比”是張洪濤反復強調的一個概念。“儲采比”又稱回采率或回采比,是指某種資源年末剩余儲量除以當年產量后得出的尚可開采的年數。根據2008年計算的儲采比,全世界煤炭還能用122年,天然氣為60年,而石油只夠用42年。盡管每年各類能源的儲量有所增長,但增長量與當年消耗量基本抵消,甚至入不敷出。我國的能源儲采比相對小不說,能源結構尤其不合理。“我國近年煤炭消耗比例大致占70%、石油占20%,而水電只占6%、天然氣只占3%,核能更是低到只占1%,新能源所占比例非常小。”張洪濤用一組數字介紹了全球和我國能源結構的現狀。而且,我國煤炭開發存在“雞窩礦”多而巨型煤田少、瓦斯超標和存在嚴重透水隱患的“高危礦”多、以含硫、磷等污染成分很高的褐煤為主等幾大弊端。 出路在哪里?根據我國2020年的規劃,天然氣的預測產量將達到1800億~2200億立方米,在能源結構比例中從只占3%上升到8%~12%,核電將達4000萬千瓦,水力發電將達2.9億千瓦,風電將達3000萬千瓦,太陽能將達200萬千瓦。 “從國家規劃中可以看出,唯一的辦法是更多地利用天然氣,目前全球能源結構中天然氣平均值為23%,遠遠高于我國目前的天然氣利用水平。”張洪濤介紹說,但天然氣也有用完的一天,“可燃冰”則是世界公認的唯一的大宗可替代能源,是未來低碳社會的理想能源。張洪濤表示,建議我國的能源結構“兩步走”,當前加快開發利用天然氣,長遠發展還是要開發“可燃冰”。[NextPage] 儲存量大、清潔環保、賦存有利,“可燃冰”是理想的大宗可替代能源。 “可燃冰”其實就是天然氣,但在融化之前的形狀像冰,與我們所認識的天然氣有明顯區別。”張洪濤列舉了“可燃冰”的幾大優勢: 首先是儲量巨大。在全球陸域面積的20.7%、海域面積的10%都有“可燃冰”,是世界陸地上所有能源所含甲烷總量的3000倍,是全球有機能源、化石能源總能量的2倍,儲采比至少是1000年。 其次是燃燒值高,污染非常小。“可燃冰”主要含甲烷、乙烷、丙烷,含少量二氧化碳和硫。1單位體積的“可燃冰”可以分解出164單位體積的甲烷氣體。南海海域發現的“可燃冰”甲烷含量達99.8%,比陸地上的天然氣和煤層氣都要純凈得多。 再次是賦存、成藏位置非常廣泛,“普適性”很強,埋藏也很淺。“可燃冰”主要分布在海域1000米以下的海底200米以下左右、陸地凍土帶距地表深200米到2000米之間。目前全球共找到166處有“可燃冰”,其中海域有98處,已在25處獲得了樣品。 從全球研究進展看,從1810年英國科學家戴維在實驗室合成氯氣水合物以來,世界各國都在快馬加鞭研究、開發。美國、日本、印度先后在海底,加拿大、美國先后在陸域凍土帶鉆獲“可燃冰”實物樣品。在2006~2009財年間,美國資助了40多個新老項目,提出了2015年前提交阿拉斯加區塊的規模評價報告、2025年前提交“砂儲層的技術可行性”和“經濟可回收性”論證報告的目標。我國前后經過十幾年艱苦的努力,于2007年5月1日、2009年9月25日先后宣布在南海海域和青海陸域凍土帶鉆獲“可燃冰”實物樣品,我國臺灣的“可燃冰”研究也處于國際領先水平。 回顧研究發現歷程,曲折艱辛,也充滿了挑戰和喜悅。上世紀90年代,張洪濤任原地礦部地質調查局副局長時,就在時任局長的陳毓川院士支持下,關注、推動“可燃冰”研究工作。在國土資源部啟動的國土資源大調查中,張洪濤擔任《大調查綱要》起草組組長,在時任國土資源部部長的周永康的支持下,把“可燃冰”調查研究列為重要內容,予以重點保障,從此開啟了我國南海北部陸坡和陸域凍土帶“可燃冰”調查研究評價的歷史篇章。隨后,我國“863”、“973”計劃都將“可燃冰”納入研究重點。 工欲善其事,必先利其器。張洪濤興奮地說:“2004年,我們靠德國科學家的資金、技術、人才支援,才完成了南海‘可燃冰’賦存規律的研究。現在我們建造了‘海洋6號’調查船,專門用于‘可燃冰’調查研究,花了4億多元建造、裝配儀器設備,世界一流,去年正式入列下水。”[NextPage] 我國的“可燃冰”儲量有多大呢?張洪濤認為,經初步分析,僅南海就可能有450億噸油當量,這個數字還相當保守。陸地凍土帶剛鉆了幾個孔,還屬于“一孔之見”,很難評估儲量,但青海地區、漠河地區、羌塘盆地等是陸域“可燃冰”也是儲藏條件最好的地區,儲量預期絕對非常巨大。“遺憾的是,中國研究的緊迫感仍嫌不足,資助力度也實在太小。”張洪濤連連搖頭。 作為普通老百姓,最關心的是:什么時候能“燒”上“可燃冰”呢? 張洪濤表示,最樂觀的估計,我國10~15年內爭取完成“可燃冰”的評價、勘查、開采等相關研究,并開始一定的商業研發。目前,世界上只有前蘇聯西西伯利亞西北部的麥索亞哈氣田、加拿大麥肯齊三角洲地區和美國阿拉斯加北部斜坡區進行過“可燃冰”試開采。海上開采恐怕要等更長時間。 張洪濤就當前我國“可燃冰”研究提出了三大原則:技術上要切實可行,經濟上要有利可圖,環境上不能有害。談到技術,張洪濤表示自己很著急,“現在各國都在加緊研究,我國已經有了發現、評價的一些辦法,但勘查、開采技術還是瓶頸。”目前,較理想的方法是歐盟提出的,將“可燃冰”開采與二氧化碳封存相結合的“二氧化碳置換法”。這種方法通過將二氧化碳注入海底置換“可燃冰”里的甲烷,使甲烷水合物成為二氧化碳水合物,再收集分解的甲烷,既獲得了天然氣,又封存了二氧化碳,一舉兩得。經濟上有利可圖就是開發利用成本要低,“如果開采成本太高,價格就會比天然氣貴,即使再好也沒人用。”張洪濤說。 張洪濤著重談了如何保證“環境上不能有害”。他指出,“可燃冰”開采后,會造成地下巨大的壓力真空,極易導致“驚天動地”的海底滑坡和地底塌陷。而更嚴重的是,如果開采失控,“可燃冰”分解出的巨量甲烷氣體,帶來的溫室效應遠大于二氧化碳的危害。 張洪濤呼吁,要加速開展以下工作:一是盡快查明資源家底。二是加速研發勘探開采技術,比如鉆探工藝、工具研發等。三是制訂環境效應的評估標準,包括調查評價海底地形地貌、巖層性質、斷裂走向以及甲烷和二氧化碳泄漏的控制。 “前提是國家要加大投入,各部門要聯動統籌部署、制定規劃,另外,要重視人才隊伍建設,加緊培養復合型人才,這需要國家層面的培養、協調和支持。”張洪濤強調說。 “天然氣水合物將可能改變現在的地緣政治模式,美國、日本、印度可能實現能源自給,這一事件強烈影響國際事務及對外政策,現存的世界能源貿易將徹底打破。”張洪濤最后引用了美國著名地質學家邁克爾關于“可燃冰”的一段論述,希望我國加緊研究,使其早日成為我國經濟社會發展的福音,使“可燃冰”的火焰早日綻放于百姓的灶臺!
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