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可燃冰再造能源神话

2023-03-23 15:47 来源:www.xuemo.cn 作者:周一妍;吴妍娇 浏览:5670002
内容提要:目前,美国、加拿大、俄罗斯、中国、印度、韩国等国均已制定了可燃冰的长期研究计划。但开采成本昂贵成为开采可燃冰的最大阻碍。

可燃冰再造能源神话

 

  2013312日,日本宣布成功从可燃冰中获得了天然气,这是全球首次通过在海底分解“可燃冰”获得燃气。专家指出,日本政府选择在日本大地震两周年之际公布这一消息,意在化解福岛核电站事故造成的能源危机。

  

  可燃冰是天然气水合物的俗称,是近20年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源,据悉,1平方米可燃冰蕴藏的能量,相当于160平方米的天然气,为普通煤的10倍密度。

  

  日本海底可燃冰的采掘试验利用探测船“地球”号,从爱知县渥美半岛附近约1000米的海底挖入33米,在到达可燃冰层后,通过将可燃冰中的水分抽出以降低其压力,并使水和甲烷分离,最后提取出甲烷,整个过程花费约4小时。

  

  在日本,可燃冰在近海海域分布广泛,储藏量足够日本使用100年,本次试验采掘海域的储藏量,就可供日本使用10年以上。专家评论说,福岛第一核电站事故后,日本核电站相继停止运转,不得不以火力发电,而用于火力发电的天然气、石油进口猛增,使得日本出现贸易赤字。

  

  因此,日本期待通过可燃冰的商业化生产,降低甚至摆脱对外依赖,实现能源自给。中国石油大学经济管理学院院长王震在接受采访时表示:“日本政府选择在日本大地震两周年之际公布这一消息,意在化解福岛核电站事故造成的能源危机。”

  

技术创新VS开采成本

  

  可燃冰的陆地开采技术,早已不再新鲜。相比之下,海底开采的难度要大很多。

  

  日本科学家一开始在陆地上做试验的时候,采用的是“加热法”,通过可燃冰加热分解的原理取得甲烷气体。在做离岸试验时,科学家发现,往海底注入温水需要耗费大量能源而且价格昂贵,于是改用“降压法”,通过把可燃冰中的水分抽出来降低其压力,使得水和甲烷分离,然后提取出甲烷。这次海底试验,是全球首次在海底成功“分解”可燃冰。

  

  目前,美国、加拿大、俄罗斯、中国、印度、韩国等国均已制定了可燃冰的长期研究计划。但开采成本昂贵成为开采可燃冰的最大阻碍。

  

  在此之前,美国曾经对海底可燃冰开采成本进行过估算。当时,美国尝试利用潜艇潜入海底开采可燃冰,并在陆地上进行分解,后来发现每平方米的成本高达200美元,根据1立方米可燃冰相当于160立方米天然气换算,生产出每立方米天然气需12美元,然而美国2012年进口天然气的价格,只有0087美元/立方米。

  

  负责此次开采的日本公司JOGMEC公开表示,此次海底“分解”成功,让他们有信心突破可燃冰的开采成本瓶颈。他们的目标是在2019年前,把可燃冰的开采成本,降至实际应用水平。

  

  根据日本方面公布的可燃冰开采计划显示,第一阶段是2002-2008年两次成功在陆地上开采甲烷气体试验。本次试验属于2009年度启动的第二阶段,将验证可燃冰的经济效益及对环境的影响。2016-2018年将步入第三阶段,实现最后的商业化。

  

  2011年,中国正式启动可燃冰专题研究,制定的开发时间表显示:2008-2020年,完成勘探调研和技术准备;2021-2035年,进行海上商业化试采;2036-2050年,开展海上大规模商业化开采。

  

  复制美国“页岩气革命”?

  

  本次日本的海底可燃冰开采试验,最终因天然气生产设备出现故障而宣布终止。经济产业省说,318日凌晨,将可燃冰分离为天然气和水的装置内混入了泥沙,导致无法正常取得天然气。由于预计现场天气将会恶化,技术人员放弃了修理的打算。今后将一方面检修设备,一方面在2014财年前往其他地点尝试开采。

  

  此次开采共采集到超过13万立方米的天然气,高于2008年在加拿大陆地的试开采量。

  

  王震认为,受到日本迈出“关键一步”的鼓励,未来各国的可燃冰开采步伐将进一步加快,但要真正实现可燃冰开采商业化,仍需克服一系列技术难题。

  

  据估算,世界上可燃冰所含有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍,分布在116处。中国仅在西沙海滩初步圈出可燃冰分布面积,就高达5242平方公里。

  

  如今可燃冰开采所处的阶段,让人联想到美国的“页岩气革命”。上世纪60年代末,页岩中存在天然气已经被很多人所了解,当时有这方面的相关博士论文,但技术和成本始终是最大的障碍。上世纪70年代,石油危机使得美国担心自己的油气消耗殆尽。吉米·卡特担任美国总统期间,发起了东部页岩气计划,旨在通过能源部提供资金支持,研究如何从页岩中提取天然气,使得此事在商业上可行。

  

  莱斯大学贝克研究室教授肯尼斯·梅德洛克三世曾表示,这是一场赌博,谁都不知道结果会怎样。

  

  最终,一些创新型能源小公司真正开启了美国“页岩气革命”,而不是埃克森美孚和雪佛龙等大型石油能源企业。真正的转机始于二十一世纪初,房地产商乔治·米歇尔创办的米歇尔能源开发公司在17年中先后钻了30多口试验井,测试了多种钻井和地层压裂方法后,实现了页岩气的大规模商业化开采。

  

  如今,美国只用了5-6年时间,就使得从页岩中提取的天然气产量占到全美天然气总开采量的三成左右。到2035年,这一比例将达到49%

  

“页岩气革命是一次成功的能源范式转移。”梅德洛克评论说,“革命会继续进行,美国已经选择从页岩中提取天然气,就不可能停止。”

——刊于《人民文摘》2013年第005期

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