才适合天然气水合物的形成澳门亚洲城网址:,中国受困于以煤炭为主的能源结构

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中国要率先用上可燃冰 还需要三步

  可燃冰于近日实现成功试采,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。这对正处于能源系统升级、经济发展转型、饱受灰霾污染心肺之患的我国,无疑具有重要意义。但是,如果把中国的经济转型、能源升级、空气质量改善之重任,寄希望于可燃冰短期内的商业化开发,恐怕也是其难以承受之重。

可燃冰商业开采,13年等待可实现?
中科院助力我国首次海域可燃冰成功试采

中共十九大报告提出了“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”的伟大目标,并把“构建清洁低碳、安全高效的能源体系”作为实现这一目标的重要手段之一。这无疑高度契合了中国当前环境保护和可持续发展面临的真实状况,抓住了问题症结所在。多年来,中国受困于以煤炭为主的能源结构。根据相关分析报告,2016年,中国经过艰苦努力,虽然实现了煤炭消费量占能源消费总量比前一年下降了4.7%,但比重仍然高达62%。这种长期形成的“以煤为主”的能源结构,使得煤炭在开采、运输和燃烧过程中的污染日益累积,在很大程度上造成了以“雾霾锁城”为代表的一系列环境问题。

可燃冰于近日实现成功试采,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。这对正处于能源系统升级、经济发展转型、饱受灰霾污染心肺之患的我国,无疑具有重要意义。但是,如果把中国的经济转型、能源升级、空气质量改善之重任,寄希望于可燃冰短期内的商业化开发,恐怕也是其难以承受之重。

  首先,清晰认识、全面揭示和有效应对可燃冰开发过程导致的环境风险,是推进可燃冰从技术试采转向商业开发的关键。据悉,目前有美日等30多个国家和地区,甚至从上世纪五六十年代就开始了可燃冰的研究与调查勘探。中国起步晚但进步快。总体来说,目前各方均未能实现可燃冰的大规模开采。其中一个根本原因就是,可燃冰在勘探开发过程中可能引致远超传统油气资源开发的地质灾害、温室效应和生态破坏等环境风险。

5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布,中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

5月18日,我国南海神狐海域天然气水合物(又称“可燃冰”)试采实现连续187个小时的稳定产气,我国全球首次实现海域可燃冰试采成功。党中央和国务院的贺电指出,中国人民又攀登上了世界科技的新高峰,将对能源生产和消费革命产生深远影响。

只有在加强环境治理的同时,积极开发利用环保、高效的替代能源,大幅降低煤炭的使用量,从根本上变革中国能源结构,才能确保“打赢蓝天保卫战”,切实增强民众的获得感。而能量密度高、储量极其丰富的清洁能源天然气水合物“可燃冰”为推进中国能源结构的变革带来了潜在机遇。而要把潜在机遇转化为现实,就需要突破可燃冰开采技术并大幅降低开采成本,尽早实现可燃冰的商业化开发。

首先,清晰认识、全面揭示和有效应对可燃冰开发过程导致的环境风险,是推进可燃冰从技术试采转向商业开发的关键。据悉,目前有美日等30多个国家和地区,甚至从上世纪五六十年代就开始了可燃冰的研究与调查勘探。中国起步晚但进步快。总体来说,目前各方均未能实现可燃冰的大规模开采。其中一个根本原因就是,可燃冰在勘探开发过程中可能引致远超传统油气资源开发的地质灾害、温室效应和生态破坏等环境风险。

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可燃冰试采成功能否改变能源市场的现有格局?又能否在不久的将来影响我们的生活?中国真的突破了这一技术吗?2030年,我们是否能够用上干净的可燃冰?在采访中记者获知,以页岩气开采为代表,中国的钻勘技术确实有进步,但可燃冰的开采却另有关键和难度。

“试采成功是产业化的关键一步。”中科院广州能源所天然气水合物研究中心首席科学家、中科院天然气水合物重点实验室主任李小森接受《中国科学报》专访时表示,这只是一个开始,可燃冰从试采到商业开采仍然任重而道远。

自20世纪60年代以来,人们陆续在冻土带和海洋深处发现了可燃冰,对其物理和化学性质,特别是能量密度高、绿色环保等特点有了深入的认知,对其庞大的储量进行了准确预测和成功勘查、验证。在国际上,可燃冰早已被公认是煤、石油等的替代能源,是世界重要的战略资源。然而40多年过去了,今天,世界各国并没有开采利用可燃冰,甚至进行试开采的国家也屈指可数,这究竟是为什么呢?

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  其次,可燃冰的经济可行性,尤其是相对于传统化石能源的价格和使用成本的降低,无疑是实际能源替代的前提条件。在没有政府干预的条件下,相对于传统化石能源的技术成熟度和规模经济性,新能源的价格缺乏竞争力。即使随着可燃冰进入商业化阶段后能够规模量产,成本可以持续下降,仍然会面临来自太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源的竞争。而且可以预见,可燃冰的商业化过程,同样也会像可再生能源商业化过程一样,依赖国家补贴政策,而要真正通过成本优势进入商用和民用市场,还需要很长时间。

一种非常规清洁资源

世界瞩目的战略资源

难,可燃冰开采是一项世界性难题,这是由其成矿原理和物理、化学性质决定的。天然气水合物是在高压、低温的条件下形成的。一旦失压,或者温度升高,就会变成气体,体积急剧增大160多倍。在海底,天然气水合物赋存于泥质粉砂中。一旦钻孔密封不好,大量海水灌入,可能造成更大范围内的失稳,大量的温室气体逸出,甚至引发海底滑坡和更大的灾害。在冻土、泥砂中,天然气水合物因为混合了砂砾,开采过程中一旦出砂将很难处理。天然气水合物一旦开采出来,如果管道密封保护不好,甲烷气体就会逸出。可燃冰开采的核心难点在于有序、可控,不发生地质等次生灾害。实践上也印证了这一点。2013年,日本在其南海海槽进行了海上可燃冰试采,但因出砂等技术问题而失败。2017年,日本在同一海域进行第二次试采,很快又因出砂问题而再次中止产气。

  最后,可燃冰若要在我国能源结构优化中担当重任,需要对现行的能源系统与社会经济系统作出较大幅度的调整。我国的经济与社会系统仍然具有高度“煤炭锁定”的路径依赖和发展惯性。以高碳基础设施为主的能源系统,强力支撑和持续强化高碳的各类能源市场规则,以及用能单位和个人受经济利益驱使倾向于使用相比新能源更廉价的化石能源,使化石能源体系深深根植于我国的经济社会之中。新能源和可再生能源在我国能源结构的占比则提升缓慢,替代化石能源的阻力很大。

“可燃冰是天然气水合物,天然气水合物是由水分子在高压和低温环境下捕获住天然气分子而形成的似冰状结晶态化合物。因其遇火即可燃烧,故又名‘可燃冰’。”中国石油大学石油工程学院副教授孙致学告诉记者。

通俗地讲,可燃冰是甲烷类天然气被包进水分子中,在海底低温与压力下形成的一种类似冰的透明结晶。它主要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。

即使解决了开采技术性问题,可燃冰作为新型绿色能源,其成本的相对竞争力也是制约开发利用的重要因素,就是说,相对于煤炭、石油、天然气等传统化石能源,可燃冰只有在解决了“大规模开采得出来”的基础上,将开采、运输等综合成本降到与传统化石能源相当,才具有进入现有能源体系,实现能源结构变革。

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