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2007年,中国南海神狐海域首次成功钻探获得天然气水合物（俗称“可燃冰”）实物样品,如今10年过去了,就在同一海域,中国实现了可燃冰试采成功.这一历史性突破来之不易,是“中国理论”“中国技术”“中国装备”凝结而成的突出成就,实现了在这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越.
5月18日, 、国务院专门向国土资源部、中国地质调查局以及参加海域天然气水合物试采任务的相关单位和人员发来贺电.贺电指出,这是在掌握深海进入、深海探测、深海开发等关键技术方面取得的重大成果,是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响.
巧合的是,美国和日本也在5月宣布尝试开采可燃冰.美国能源部下属的国家能源技术实验室12日宣布,正和得克萨斯大学奥斯汀分校等机构合作,于5月在墨西哥湾深水区开展可燃冰开采研究,11日已经开始了一次钻探.
美国十分重视可燃冰研究,2000年曾通过《天然气水合物研究和开发法案》.此后美国能源部多次拨款支持可燃冰研究,最近一次是在2016年9月,宣布投入380万美元支持6个新的可燃冰研究项目.开展本次钻探的得克萨斯大学奥斯汀分校就是受支持的项目方之一.
日本经济产业省资源能源厅5月4日宣布,日本石油天然气金属矿物资源机构成功从日本近海海底埋藏的可燃冰中提取出甲烷.此次试验开采海域位于爱知县和三重县附近的太平洋近海,估计该海域拥有的可燃冰储量达1.1万亿立方米,是日本天然气年消费量的约10倍.
这是日本第二次开采可燃冰.2013年,日本尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷,但由于海底砂流入开采井,试验仅6天就被迫中断.本次试验持续12天后也因出砂问题中断,未能完成原计划连续三四周稳定生产的目标,12天产气量只有3.5万立方米.
目前,全球天然气水合物研发活跃的国家和地区有30多个,主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等,各国竞相投入巨资开展天然气水合物试采,竞争异常激烈.其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想.
中国此次试采可燃冰成功,是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采.
“从科学到技术创新要经历知其然（发现现象）、知其所以然（理论理解）、造其然（技术上可行）、利其然（经济上可行）的四个阶段.中国这次突破的意义,就是让利用可燃冰达到了‘造其然’的阶段.”中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员袁岚峰说.
可燃冰的优点和储量
可燃冰又称气冰、固体瓦斯,学名叫天然气水合物,被誉为21世纪最理想的潛在替代能源.它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,燃烧后只生成二氧化碳和水,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大.
随着传统油气资源的枯竭,人类急需寻找新的可替代能源,天然气水合物的发现无疑给人们带来了新的希望.1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,能量密度高,资源潜力巨大,估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选.
美国能源部估计,全球可燃冰中蕴藏着大约2800万亿到28000万亿立方米甲烷.相比之下,2015年全球天然气开采量约为35亿立方米,还不足天然气水合物储量的千分之一.
保守估计,全国可燃冰资源储存量约相当于1090亿吨油当量,约是常规天然气、页岩气等资源量总和的两倍,按当前的消耗水平,可满足我国近200年的能源需求.南海海域是我国可燃冰最主要的分布区,其中有近740亿吨在南海.
试采现场指挥部地质组组长陆敬安说,勘探显示,神狐海域有11个矿体,面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量,“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”.
“对于海洋可燃冰的研究,我国是从1995年开始的,并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家.”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说.
2010年底,由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力.“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域.
神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”.在西沙海槽,科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里；在南海其他海域,同样也有天然气水合物存在的必备条件.
曾几何时,人类烧柴燃火,靠火得到能量和温暖.200年前,人类步入工业文明,是煤炭的利用使蒸汽机得以大面积推广.再后来,石油天然气使人类得以更加高效地在地球上往来穿梭.
但是,随着时间的更替,人类探明大油田的几率在不断下降,人类只能向极地、深海这些开采难度大的地方寻求能源,或者以更高的成本开采深海石油、油砂、油页岩等非常规能源.石油的渐趋匮乏是工业社会面临的最为严重的危机之一.
前些年,美国对页岩气的开采利用使其大幅降低了对石油的依赖,甚至由石油进口国转变成了出口国.正因此,我国也不断加大对页岩气的研究和开发利用,但客观说,和美国成熟的页岩气技术相比,我国仍处于跟跑阶段.
“但这次不同了,可燃冰是未来全球能源发展的战略制高点,我们率先试采成功,是领跑而不是跟随.”中国地质调查局局长钟自然表示.
可燃冰论文参考资料：
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