李小森:中国可燃冰商业开采有多远

2011-10-17 09:16 来源: 科学时报
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  天然气水合物,又名可燃冰,这个原本只为专业人士了解的新能源,随着煤、石油等化石能源供应的日益短缺,近年来为广大民众所关注。我国可燃冰的研究进展如何?何时能实现商业化开采?近日,《科学时报》专访了中科院广州能源所天然气水合物研究中心首席科学家、中科院“百人计划”专家李小森。

各国期待:储量虽大难开采

  可燃冰是水和天然气在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,是公认的地球上尚未开发的规模巨大的新型能源。

  李小森介绍说,可燃冰分布在海底和永久冻土层内,资源量巨大,是全球煤炭、石油、天然气资源总量的两倍。据初步估计,我国仅在南海的可燃冰储量就相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。而从2008年开始,我国在祁连山冻土区也发现了可燃冰,加上还有许多地方尚未探测,可见可燃冰的贮量很大。

  李小森认为,想要经济、安全地开采可燃冰难度很大,开采可燃冰可能带来温室效应、海底滑坡以及破坏海洋生态平衡等巨大负面影响。现在各大国家都在加紧研究,以期掌握开发可燃冰的“钥匙”,服务于本国经济发展。

信心十足:2030年商业化试采

  中科院广州能源所从上世纪90年代初即开始进行可燃冰的基础研究,并依托能源所于2003年组建中科院广州天然气水合物研究中心,联合中科院南海海洋所、广州地化所等,主要开展天然气水合物的勘探、开采基础理论和关键技术研究。李小森介绍说,该中心是我国唯一一所专门进行可燃冰开采研究的机构。

  自2005年以来,广州能源所研制开发出了一系列一维、二维和三维天然气水合物开采模拟实验装置和数值模拟软件,并先后进行了降压、注热、注化学剂和联合开采以及新型开采技术的研究。

  2009年,广州能源所与研究基础雄厚的美国劳伦斯·伯克利国家实验室合作,开展可燃冰开采潜力的合作研究,对我国南海海域可燃冰的开采潜力进行了预测和评价。

  “我们在南海海域进行了钻探取样,并进行了模拟实验,在可燃冰开采的温度、压力、饱和度方面取得了一些关键的数据。同时发现,进行联合开发可能是最有效的方法。”李小森说。

  中科院能源领域战略研究组编制的《中国至2050年能源科技发展路线图》报告中,我国可燃冰的研究开发路线图如此阐述:从2008~2020年,建立针对中国海域的天然气水合物成藏、勘探评价、开采利用、环境影响等的基础理论和技术体系;完成其资源调查、勘探与评价工作;开发气勘探识别技术;定量评价气全球碳循环和气候变化中的作用;选择开采区域,研究其开采的可行性;开发出安全、环保、高效、经济的开采技术;进行海上天然气水合物开采实验;发展相关安全生产工程技术和灾难预警与防治技术体系。2021~2035年,进行海上商业化试采。2036~2050年,将开展海上大规模商业化开采。

  对于2030年左右实现商业化试采,李小森信心十足,他说:“开采可燃冰涉及热能工程、化学工程、地学、地球物理、地球化学、海洋工程、环境工程等相关学科,必须多学科通力合作。中科院与中海油、地调局、高校等机构携手进行这项工作,实现目标是很有希望的。”

深感紧迫:日本明年试验开采

  目前,除了中国以外,美国、日本、印度等国均通过国家级研发计划取得了可燃冰样品,加拿大、俄罗斯、德国、韩国、挪威等国也都在研究可燃冰问题。

  受资源短缺的影响,日本一直都很重视对可燃冰的研究。早在上个世纪90年代,日本就着手研究可燃冰,并在2001年制定了一个为期18年的开发计划。2002年,美国、日本、加拿大等五国合作对加拿大麦肯齐冻土区的可燃冰进行试验性开发,日本成为参与最积极、各方面投入最大的一个国家,并因此获得了很多重要的参数。这使日本在可燃冰的研究开发方面一直处于相对领先的地位。

  据媒体报道,今年大地震后引发的核能危机,使得日本人对于可燃冰的开发更加渴望。他们把目光瞄准日本东部南海海槽,以此作为主要开采点。按计划,2012~2014年甲烷水合物将正式实施开采。而今年8月份,日本产业经济省宣布,明年将在东日本海开展首次近海开采可燃冰试验。