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編者按：不久前，我國(guó)在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品，成為世界上第一次在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的國(guó)家。天然氣水合物是“后石油時(shí)代”的重要替代能源。我國(guó)是世界上第三凍土大國(guó)，具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前景，據(jù)科學(xué)家粗略估算，遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量。因此，在永久凍土區(qū)成功獲取“可燃冰”，對(duì)于我國(guó)未來(lái)的能源接續(xù)利用意義重大。

青海發(fā)現(xiàn)可燃冰對(duì)我國(guó)能源接續(xù)意義重大

我國(guó)發(fā)現(xiàn)可燃冰的消息使人們對(duì)可燃冰走入生產(chǎn)生活充滿期待。這一重大發(fā)現(xiàn)將帶來(lái)什么樣的影響？我國(guó)可燃冰的家底究竟如何？開發(fā)利用的可能性怎樣？帶著這些問(wèn)題，記者專程走訪有關(guān)專家，進(jìn)行了深入地解讀。

對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)意義重大

“可燃冰”，學(xué)名天然氣水合物———20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，被譽(yù)為21世紀(jì)具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源。

由青海煤炭地質(zhì)105勘探隊(duì)和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院資源所、勘探所共同合作承擔(dān)的《青藏高原凍土帶天然氣水合物調(diào)查評(píng)價(jià)》項(xiàng)目，在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品，使我國(guó)成為世界上第一次在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的國(guó)家。

國(guó)土資源部總工程師張洪濤表示，在永久凍土區(qū)成功獲取“可燃冰”，對(duì)于我國(guó)未來(lái)的能源接續(xù)利用格外重要。在凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)這一潛在資源，將極大地開拓人類尋找新資源的視野，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供新型能源。

張洪濤說(shuō)“可燃冰”作為“后石油時(shí)代”的重要替代能源，此次發(fā)現(xiàn)的意義可同當(dāng)年發(fā)現(xiàn)大慶油田相比，是新時(shí)代地質(zhì)工作者劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。

我國(guó)是世界上第三凍土大國(guó)，凍土區(qū)總面積達(dá)215萬(wàn)平方公里，具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前景。據(jù)科學(xué)家初略估算，遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量，可供中國(guó)使用近90年，而青海省的儲(chǔ)量約占其中的1/4。

同時(shí)，“可燃冰”在青海的發(fā)現(xiàn)，會(huì)給大興安嶺、青藏高原凍土帶的“可燃冰”勘查帶來(lái)示范意義。

青藏高原凍土帶燃?xì)馑衔镎{(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一———中國(guó)煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、總工程師文懷軍說(shuō)，“可燃冰”在青海的發(fā)現(xiàn)，為我國(guó)增加了一個(gè)重要的新礦種，對(duì)我國(guó)戰(zhàn)略能源意義重大。[NextPage]

開采面臨環(huán)境和技術(shù)難題

“可燃冰”被譽(yù)為21世紀(jì)具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，成為許多國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)，美國(guó)、俄羅斯、日本、德國(guó)、加拿大、英國(guó)、挪威等國(guó)家在海域或陸域凍土區(qū)做了大量的調(diào)查研究工作，美國(guó)、日本均已在各自海域發(fā)現(xiàn)并開采出天然氣水合物。但是，目前全世界對(duì)“可燃冰”的研究大都只處于科學(xué)勘探層面，還沒有進(jìn)入實(shí)際開采實(shí)用階段。

專家說(shuō)，開發(fā)天然氣水合物容易引發(fā)溫室效應(yīng)、海底滑坡以及破壞海洋生態(tài)平衡等。在沒有解決開發(fā)天然氣水合物對(duì)自然界環(huán)境的影響問(wèn)題之前，對(duì)天然氣水合物還不能像常規(guī)一次性礦產(chǎn)資源那樣大量開采。

據(jù)文懷軍介紹，可燃冰像固體酒精一樣可被直接點(diǎn)燃，一立方米“可燃冰”就可釋放出164立方米天然氣?？扇急诔睾统涵h(huán)境下極易分解釋放甲烷，稍有不慎就可能釀成環(huán)境災(zāi)難，需要以最安全最有效的手段開采和儲(chǔ)存。

“青藏高原是世界上對(duì)環(huán)境變化非常靈敏的地帶，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，大規(guī)模的開采必須考慮環(huán)境保護(hù)的成本。”文懷軍說(shuō)。

由于海域可燃冰在海底瞬間釋放時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大壓力，極易破壞海底生態(tài)環(huán)境，一直是困擾和束縛世界各國(guó)在海底開采可燃冰的難題。因此專家認(rèn)為，陸域可燃冰的開采前景較海域樂觀。但是，環(huán)保仍然是可燃冰開采的難題。

有專家認(rèn)為，海域“可燃冰”開采至少要等到30年后，而陸域“可燃冰”開采也需要等到10至15年以后。而另有專家認(rèn)為，可燃冰的實(shí)際開采還比較遙遠(yuǎn)，必須進(jìn)一步認(rèn)識(shí)可燃冰對(duì)自然的作用，包括全球氣候變暖和碳循環(huán)等。

雖然面臨諸多難題，科學(xué)家仍然相信，隨著常規(guī)能源的日益減少和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為一種巨大的能源儲(chǔ)備，“可燃冰”必將發(fā)揮重要作用，并且誰(shuí)主導(dǎo)了“可燃冰”，誰(shuí)就將主導(dǎo)下一代能源。

陸域開采有望突破

據(jù)悉，在科技部的支持下，有關(guān)海域天然氣水合物的863項(xiàng)目、973項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，相關(guān)調(diào)查及開發(fā)技術(shù)研究也已納入國(guó)土資源部“十二五”規(guī)劃，與加拿大、德國(guó)等國(guó)際合作正在推進(jìn)。專家認(rèn)為，我國(guó)有條件、有能力徹底搞清陸域“可燃冰”的賦存條件、形成機(jī)理和分布特征，加快“可燃冰”的勘查、評(píng)價(jià)、開發(fā)和相關(guān)研究。

目前，雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)青海木里地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的“可燃冰”資源，但家底究竟如何并不清楚。“僅僅是發(fā)現(xiàn)有這一礦種，至于究竟有多少量，還不知道。這里的凍土區(qū)有，不代表其他的凍土地區(qū)都有，即便是有，多少也可能不同，因此，距離開發(fā)還有一個(gè)比較長(zhǎng)的過(guò)程?！?/P>

文懷軍介紹說(shuō)，木里地區(qū)的新發(fā)現(xiàn)實(shí)際是煤層氣的水合物，其成礦機(jī)理大致是：煤層氣向上溢散，而上面有凍土層的覆蓋，煤層氣和水在高壓、低溫的條件下形成的。組分除了甲烷，還有少量乙烷、丙烷等氣體，是一種“新型可燃冰”，非常值得研究。[NextPage]

接受采訪的專家認(rèn)為，青海木里地區(qū)“可燃冰”埋藏淺，并且這里的凍土層厚度(約為100米左右)，這為可燃冰的試開發(fā)研究帶來(lái)很大有利條件。希望國(guó)家繼續(xù)部署相關(guān)調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目。

專家介紹“可燃冰”發(fā)現(xiàn)過(guò)程

“可燃冰”這種“冰與火”奇妙結(jié)合的新型能源，是如何被發(fā)現(xiàn)的？記者專程采訪了可燃冰項(xiàng)目合作單位之一———青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“105隊(duì)”)。

據(jù)“可燃冰”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一———中國(guó)煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“105隊(duì)”)隊(duì)長(zhǎng)、總工程師文懷軍介紹，這一帶“可燃冰”的發(fā)現(xiàn)最早可以追溯到2004年。這年11月，105隊(duì)在這里進(jìn)行煤炭勘查時(shí)，鉆孔內(nèi)開始涌出不明氣體，點(diǎn)火燃燒，由于氣體涌出量很大，影響到鉆探施工，迫使這個(gè)鉆孔因未見到可采煤層而報(bào)廢。

2006年5月，105隊(duì)再次在這一地區(qū)進(jìn)行煤炭勘查，又發(fā)生類似不明氣體。之后，105隊(duì)請(qǐng)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所張永勤、中國(guó)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所祝有海等權(quán)威專家就上述情況進(jìn)行了交流、探討，大家一致認(rèn)為，該地區(qū)可能存在“可燃冰”。2008年開始，105隊(duì)與中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院資源所、勘探所共同合作開展《青藏高原凍土帶天然氣水合物調(diào)查評(píng)價(jià)》項(xiàng)目。11月5日，首次發(fā)現(xiàn)含天然氣水合物巖心段，這一成果得到了國(guó)內(nèi)外專家的學(xué)術(shù)認(rèn)定。

國(guó)土資源部2009年又部署了一批鉆探實(shí)驗(yàn)井，6月再次鉆獲“可燃冰”實(shí)物樣品，經(jīng)當(dāng)今世界上最先進(jìn)的激光拉曼光譜儀檢測(cè)，顯示出標(biāo)準(zhǔn)的“可燃冰”特征光譜曲線。

從2004年發(fā)現(xiàn)疑似“可燃冰”，到2006年基本確定“可燃冰”的存在，再通過(guò)2008—2009年的工作，經(jīng)鉆探取得樣品，通過(guò)測(cè)試證實(shí)了在高海拔凍土區(qū)存在“可燃冰”的事實(shí)。

文懷軍分析說(shuō)，木里地區(qū)“可燃冰”是煤層氣的水合物，其成礦機(jī)理大致是：煤層氣向上溢散，而上面有凍土層的覆蓋，在高壓、低溫的條件下二者形成“可燃冰”。它的組分除了甲烷，還有少量乙烷、丙烷等氣體，是一種“新型可燃冰”，非常值得研究。

國(guó)土資源部總工程師張洪濤初略估算，我國(guó)陸域“可燃冰”遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量，可供中國(guó)使用近90年，而青海省的儲(chǔ)量約占其中的1/4。

青海之所以成為我國(guó)陸域“可燃冰”的首個(gè)“現(xiàn)身地”，與這里獨(dú)特的地理地貌環(huán)境有密切關(guān)系。

首先，青海有著面積廣、厚度較大的凍土帶資源，為可燃冰的存在提供了地質(zhì)條件。

其次，青海木里有著豐富的煤炭資源，為可燃冰的形成提供了可能的資源條件。

第三，青海木里的交通條件和后勤保障措施是我國(guó)大面積凍土帶地區(qū)中條件較好的，這為“可燃冰”發(fā)現(xiàn)提供了有力支持。文懷軍說(shuō)，青海木里煤田含“可燃冰”巖層段埋藏淺，只有130-300多米，這為可燃冰開采帶來(lái)很大有利條件。并且這里的凍土層較薄，只有80-120米，也為將來(lái)的工程和科研帶來(lái)極大便利?！翱扇急拈_發(fā)有望在這里取得突破?！盵NextPage]

“不過(guò)，這將是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過(guò)程?！蔽膽衍娬f(shuō)，因?yàn)椤翱扇急遍_采面臨的環(huán)保問(wèn)題較為嚴(yán)峻，需要研究探索如何既能開發(fā)利用，又不傷害環(huán)境。特別是在生態(tài)脆弱的青藏高原。

神奇的大自然，蘊(yùn)藏著奧秘?zé)o限，等待著人類的科學(xué)探索。探索無(wú)限，人類的希望也無(wú)限。

“可燃冰”研究現(xiàn)狀和我國(guó)研究歷程

“可燃冰”被譽(yù)為21世紀(jì)最有希望的戰(zhàn)略資源，為世界各國(guó)爭(zhēng)相研究、勘探。記者采訪得知，目前全世界對(duì)“可燃冰”的認(rèn)識(shí)研究只處于科學(xué)勘探層面，還沒有進(jìn)入實(shí)際開采實(shí)用階段。我國(guó)此次在青藏高原的重大發(fā)現(xiàn)，證明了我國(guó)凍土區(qū)存在豐富的“可燃冰”資源，同時(shí)也折射出我國(guó)“可燃冰”調(diào)查與研究的現(xiàn)狀和實(shí)際水平。

我國(guó)“可燃冰”資源量?jī)H占全球總量0.4%

“可燃冰”是20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源，是一種新型高效能源，比人們平時(shí)所使用的天然氣更為純凈，開采時(shí)只需將其升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。

據(jù)可燃冰項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一———中國(guó)煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、總工程師文懷軍介紹，“可燃冰”在世界范圍內(nèi)分布廣泛，資源量大，全球儲(chǔ)量是現(xiàn)有天然氣、石油儲(chǔ)量的兩倍，被認(rèn)為是本世紀(jì)能夠解決人類能源危機(jī)的最具開發(fā)前景的新型能源。

據(jù)測(cè)算，全球甲烷水合物的資源量為2.1×1016m3，是常規(guī)天然氣的50倍。有科學(xué)家估計(jì)，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類使用1000年。這種新型能源一旦得到開采，將使人類的燃料使用史延長(zhǎng)幾個(gè)世紀(jì)。

據(jù)粗略了解，我國(guó)天然氣水合物資源潛力為803.44×1011m3(803.44億噸油當(dāng)量)，僅占全球水合物資源量的0.4%，接近于我國(guó)常規(guī)石油資源量，約是我國(guó)常規(guī)天然氣量的兩倍。

多個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相投入勘探

目前全世界對(duì)“可燃冰”的研究還處于科學(xué)勘探階段。

根據(jù)石油等能源儲(chǔ)采比推算，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)備量還可用40年，天然氣還可用70年，煤炭還可用190年，也正是如此，“后石油時(shí)代”用什么作為能源成了各國(guó)致力研究和勘探的問(wèn)題。可燃冰的發(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類看到新希望。

早在19世紀(jì)30年代，可燃冰即進(jìn)入人類視野。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)家關(guān)注。

率先開始勘測(cè)研究的是日本，如今，已擁有七口鉆井，屬于國(guó)際領(lǐng)先水平。

美國(guó)則從2000年起將“可燃冰”作為政府項(xiàng)目，與各大學(xué)和私營(yíng)公司合作，進(jìn)行勘測(cè)和實(shí)地研究。據(jù)稱，到目前為止美國(guó)政府在“可燃冰”項(xiàng)目上已花費(fèi)超過(guò)1500萬(wàn)美元。另外，加拿大、印度、韓國(guó)、挪威等國(guó)也紛紛開始投入勘探項(xiàng)目。[NextPage]

實(shí)現(xiàn)陸域重大發(fā)現(xiàn)

2002年，我國(guó)同時(shí)啟動(dòng)海域和陸域“可燃冰”的研究和勘探，迄今已經(jīng)持續(xù)了整整八年。2007年，在南海發(fā)現(xiàn)了可燃冰，儲(chǔ)量約為185億噸油當(dāng)量。而陸域主要是在永久凍土區(qū)進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查和勘探。

2002年國(guó)土資源部在啟動(dòng)海域天然氣水合物調(diào)查時(shí)，同步部署陸域永久凍土區(qū)天然氣水合物的相關(guān)調(diào)查研究工作，2004年由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)組織開展資源遠(yuǎn)景調(diào)查和鉆探技術(shù)研發(fā)，編制出我國(guó)第一份凍土區(qū)天然氣水合物穩(wěn)定帶分布圖，圈定了有利區(qū)帶。

2008年，由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)，組織中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所、勘探技術(shù)研究所和中國(guó)煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)等精干隊(duì)伍，選擇成礦條件相對(duì)有利的祁連山南緣-青海省天峻縣永久凍土區(qū)實(shí)施鉆探工程，于11月5日發(fā)現(xiàn)并成功鉆取天然氣水合物實(shí)物樣品。樣品具有天然氣水合物所具有的獨(dú)特標(biāo)志，這一成果得到了國(guó)內(nèi)外專家的學(xué)術(shù)認(rèn)定。

在此基礎(chǔ)上，國(guó)土資源部2009年又部署了一批鉆探實(shí)驗(yàn)井，6月再次鉆獲天然氣水合物樣品，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)紅外熱像儀檢測(cè)證實(shí)為水合物的礦層，并經(jīng)當(dāng)今世界上最先進(jìn)的激光拉曼光譜儀檢測(cè)，顯示出標(biāo)準(zhǔn)的天然氣水合物特征光譜曲線，其特征與墨西哥灣實(shí)物樣品和我國(guó)合成樣品完全一致。

這是我國(guó)凍土區(qū)首次鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品，也是全球首次在中低緯度高山凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物實(shí)物樣品，是繼加拿大、美國(guó)、俄羅斯之后在凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)水合物樣品的國(guó)家。

專家認(rèn)為，我國(guó)在凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)這一潛在資源，必將極大地開拓人類尋找新資源的視野，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供新型能源。

天然氣水合物

天然氣水合物因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”。天然氣水合物是20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，是在一定條件(合適的溫度、劑?、气体饱和度、水惦y味?、pH值等)下由水和天然氣組成的類冰的、非化學(xué)計(jì)量的、籠形結(jié)晶化合物。外貌極像冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱，被譽(yù)為21世紀(jì)具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源。

天然氣水合物是一種新型高效能源，其成分與人們平時(shí)所使用的天然氣成分相近，但更為純凈，開采時(shí)只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。形成天然氣水合物的主要?dú)怏w為甲烷，對(duì)甲烷分子含量超過(guò)99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物。天然氣水合物使用方便，燃燒值高，清潔無(wú)污染。據(jù)了解，全球天然氣水合物的儲(chǔ)量是現(xiàn)有天然氣、石油儲(chǔ)量的兩倍，具有廣闊的開發(fā)前景，美國(guó)、日本等國(guó)均已經(jīng)在各自海域發(fā)現(xiàn)并開采出天然氣水合物，據(jù)測(cè)算，全球甲烷水合物的資源量為21×1015m3，常規(guī)天然氣資源量為0.436×1015m3，甲烷水合物的資源量是常規(guī)天然氣的50倍。我國(guó)天然氣水合物資源潛力為803.44×1011m3(803.44億噸油當(dāng)量)，接近于我國(guó)常規(guī)石油資源量(二輪資評(píng)為940億噸，2000年評(píng)價(jià)為1041億噸)，約是我國(guó)常規(guī)天然氣的兩倍(二輪資評(píng)為38萬(wàn)億m3，近期評(píng)價(jià)為47-55萬(wàn)億m3)。占全球水合物資源量的0.4%(21×1015m3)。[NextPage]

2008年，由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所、勘探技術(shù)研究所和青海煤炭地質(zhì)局青海煤炭地質(zhì)105勘探隊(duì)承擔(dān)的“祁連山凍土區(qū)天然氣水合物DK-1科學(xué)鉆探試驗(yàn)孔”取得重大突破，鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品。這是我國(guó)凍土區(qū)首次鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品，也是繼加拿大、美國(guó)、俄羅斯之后在凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)水合物樣品的第四個(gè)國(guó)家，同時(shí)也是全球首次在中低緯度高山凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物實(shí)物樣品。

天然氣水合物在世界范圍內(nèi)分布廣，資源量大，燃燒值高，是本世紀(jì)能夠解決人類能源危機(jī)的最具開發(fā)前景的新型能源；對(duì)從天然氣水合物中提取天然氣的方法目前主要分有三類，分別為：熱激發(fā)法、化學(xué)試劑法、減壓法。開發(fā)天然氣水合物容易引發(fā)溫室效應(yīng)、海底滑坡以及破壞海洋生態(tài)平衡等。在沒有解決開發(fā)天然氣水合物對(duì)自然界環(huán)境的影響問(wèn)題之前，天然氣水合物還不能像常規(guī)一次性礦產(chǎn)資源那樣大量開采。

隨著常規(guī)能源的日益減少和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，天然氣水合物作為龐大的能源儲(chǔ)備在人類社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中必將發(fā)揮重要的作用，誰(shuí)主導(dǎo)了天然氣水合物，誰(shuí)就主導(dǎo)了下一代能源。