圖為南海海域可燃冰試采作業(yè)鉆井平臺“藍(lán)鯨1號”美國頁巖氣的開采把國際油價從100美元/桶的高位拉至約40美元/桶，而中國在南海海域成功試開采可燃冰或?qū)⒃俣认破鹨粓瞿茉锤锩临Y源部中國地質(zhì)調(diào)查局18日宣布，中國首次海域天然氣水合物“可燃冰”試開采成功，成為全球第一個實現(xiàn)在海域可燃冰試開采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國家。新加坡《聯(lián)合早報》18日報道稱，中國管轄海域蘊藏著豐富的可燃冰資源，據(jù)測算，總量達(dá)幾百億噸油當(dāng)量，遠(yuǎn)景資源量與海域和陸地油氣資源量相當(dāng)。

全球可燃冰夠用1000年

據(jù)國土資源部介紹，此次可燃冰試開采現(xiàn)場位于南海北部神狐海域，從5月10日正式出氣至今，已累計產(chǎn)出超12萬立方米、甲烷含量高達(dá)99.5%的天然氣。在全球范圍內(nèi)，可燃冰已探明儲量是現(xiàn)有天然氣、石油儲量的兩倍，足夠人類使用1000年。

可燃冰是一種天然氣水合物，廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境，甲烷含量占80%至99.9%，在高壓低溫環(huán)境下呈結(jié)晶狀，遇火可燃，因此被稱為可燃冰。這種燃料的燃燒污染比煤、石油、天然氣小得多。

我國南海地區(qū)的可燃冰儲量十分豐富。能源經(jīng)濟(jì)專家、南京大學(xué)中國南海研究協(xié)同創(chuàng)新中心特約研究員張良福18日接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示，可燃冰被普遍認(rèn)為未來可以替代石油和天然氣，美國、日本等多個國家從上個世紀(jì)末就開始在全球開展可燃冰的調(diào)查。我國早就關(guān)注到可燃冰的應(yīng)用，本世紀(jì)初在陸地和南海地區(qū)都進(jìn)行過大規(guī)模的相關(guān)調(diào)查。

中國自主研發(fā)核心技術(shù)

可燃冰的試開采一直是一項世界性難題。由于絕大部分埋藏于海底，開采難度十分巨大。美國和加拿大雖然起步早，但由于加拿大天然氣儲量豐富，美國30%的能源靠加拿大進(jìn)口，因此兩國在這一領(lǐng)域并不上心。日本能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，因此對開發(fā)可燃冰十分用心，但迄今并未取得突破。日本共同社稱，日本曾嘗試進(jìn)行過海域天然氣水合物的試開采工作，雖然成功出氣，但6天后由于泥沙堵住了鉆井通道，試采被迫停止。路透社稱，日本本月8日成功在日本中部沿海地區(qū)的可燃冰中提取出天然氣，不過仍未實現(xiàn)連續(xù)開采。

中國試采可燃冰設(shè)施與日本不同?！赌先A早報》報道稱，日本的測試在船上進(jìn)行，而中國使用的是浮動平臺。此次我國開采可燃冰利用的是降壓法，將海底原本穩(wěn)定的壓力降低，從而打破了天然氣水合物儲層的成藏條件，利用我國自主研發(fā)的一套水、沙、氣分離核心技術(shù)最終將天然氣取出。廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強18日對《環(huán)球時報》記者表示，可燃冰埋藏在深海，且十分不穩(wěn)定，開采難度很大，連續(xù)8天穩(wěn)定產(chǎn)氣是一個技術(shù)上的突破，我們做成了一件別人都沒成功的事。

張良福認(rèn)為，此次我國連續(xù)穩(wěn)定試開采可燃冰成功，表明我國在可燃冰的勘探、開發(fā)、利用上，走在了世界前列。林伯強表示，可燃冰的經(jīng)濟(jì)價值很大，但關(guān)鍵是能否將其開采出來，目前的難題在于如何降低技術(shù)成本和環(huán)保成本。只有當(dāng)兩個問題同時解決，可燃冰才真正具有經(jīng)濟(jì)價值。

商業(yè)開采將引發(fā)能源革命

由于開采可燃冰所需工程巨大，開采和運輸本身十分耗能，而且一旦開采不當(dāng)極易造成氣化，加速全球變暖，因此林伯強表示，距離真正商業(yè)化開采還有一段很長的路要走，至少需要一二十年，此前美國開采頁巖氣，也用了很長時間才從經(jīng)濟(jì)上可行，而可燃冰的開發(fā)比頁巖氣難度更大，對技術(shù)要求也更高。

張良福認(rèn)為，樂觀估計的話，2030年左右可以實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化，但各國目前基本處在實驗室階段，與商業(yè)化還有多長距離也很難估計，如何經(jīng)濟(jì)、有效、安全地開采是需要解決的難題。

我國是油氣資源進(jìn)口大國，對外依存度較高，張良福表示，可燃冰的開發(fā)利用將明顯增加我國能源安全。全球能源消費結(jié)構(gòu)正發(fā)生深刻變化，可燃冰逐步實現(xiàn)開采一定會對未來國際能源、國家石油帶來深刻影響。林伯強表示，如果人類之后能夠有效利用可燃冰，能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生巨變，能源市場一定會向可燃冰和天然氣這樣的清潔能源傾斜。

可燃冰國家儲量排名 中國可燃冰分布圖

可燃冰又稱天然氣水合物，是一種甲烷和水分子在低溫高壓情況下結(jié)合在一起的化合物，被看作是有望取代煤、石油的新能源□勘探顯示，南海神狐海域有11個礦體、面積128平方公里，資源儲存量1500億立方米，相當(dāng)于1。5億噸石油儲量從5月10日起，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局從我國南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰礦藏開采出天然氣。截至5月17日15時，總量試采12萬立方米，最高產(chǎn)量達(dá)3。5萬立方米/天，平均日產(chǎn)超過1。6萬立方米，其中甲烷含量最高達(dá)99。5%。

這是我國首次海域可燃冰試采成功，這一成果對促進(jìn)我國能源安全保障、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，甚至對改變世界能源供應(yīng)格局，都具有里程碑意義。

神狐海域可燃冰儲量只是我國可燃冰蘊藏量的冰山一角直升機(jī)從珠海九州機(jī)場起飛，飛行約90分鐘，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就見到蔚藍(lán)的海面中巍然佇立著的37層樓高的鉆井平臺，這里就是我國首次完成可燃冰調(diào)查的神狐海域，也是我國首次進(jìn)行可燃冰試采的海域。

“對于海洋可燃冰的研究，我國是從1995年開始的，并于2007年5月成功獲取了可燃冰實物樣品，成為世界上第四個通過國家級開發(fā)項目發(fā)現(xiàn)可燃冰的國家。”試采現(xiàn)場指揮部總指揮葉建良介紹說。

可燃冰，又稱天然氣水合物，它是一種甲烷和水分子在低溫高壓的情況下結(jié)合在一起的化合物，因形似冰塊卻能燃燒而得名，是一種燃燒值高、清潔無污染的新型能源，分布廣泛而且儲量巨大。1立方米的可燃冰分解后可釋放出約0。8立方米的水和164立方米的天然氣，能量密度高，資源潛力巨大，估算其資源量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍，科學(xué)家們甚至認(rèn)為它是能夠滿足人類使用1000年的新能源，是今后替代石油、煤等傳統(tǒng)能源的首選。

底，由廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局完成的《南海北部神狐海域天然氣水合物鉆探成果報告》通過終審，科考人員在我國南海北部神狐海域鉆探目標(biāo)區(qū)內(nèi)圈定11個可燃冰礦體，顯現(xiàn)出良好的資源潛力。“海洋六號”入列后，再次深入南海北部區(qū)域進(jìn)行新一輪精確調(diào)查，調(diào)查海域包括瓊東南海域、西沙海域、神狐海域和東沙海域等區(qū)域，調(diào)查的重點是在南海北部前期勘探的基礎(chǔ)上圈定重點勘探區(qū)域。

試采現(xiàn)場指揮部地質(zhì)組組長陸敬安說，勘探顯示，神狐海域有11個礦體、面積128平方公里，資源儲存量1500億立方米，相當(dāng)于1。5億噸石油儲量，“成功試采意味著這些儲量都有望轉(zhuǎn)化成可利用的寶貴能源”。

神狐海域可燃冰儲量還只是我國可燃冰蘊藏量的“冰山一角”。在西沙海槽，科考人員已初步圈出可燃冰分布面積5242平方公里;在南海其他海域，同樣也有天然氣水合物存在的必備條件……此次試采實現(xiàn)了勘查開發(fā)理論、技術(shù)、工程、裝備的完全自主創(chuàng)新可燃冰儲量豐富，但是如果一直只躺在南海海底，則發(fā)揮不了其價值。但可燃冰開采難度巨大，迄今鮮有國家嘗試。

全球可燃冰研發(fā)活躍的國家主要有中國、美國、日本、加拿大、韓國和印度等。其中，美國、加拿大在陸地上進(jìn)行過試采，但效果不理想。日本于在其南海海槽進(jìn)行了海上試采，但因出砂等技術(shù)問題失敗。4月日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，第一口試采井累計產(chǎn)氣3。5萬立方米，5月15日再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣。

“此次試采實現(xiàn)了中國可燃冰勘查開發(fā)理論、技術(shù)、工程、裝備的完全自主創(chuàng)新，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。” 葉建良介紹。

“通過這次試采，中國實現(xiàn)了可燃冰全流程試采核心技術(shù)的重大突破，形成了國際領(lǐng)先的新型試采工藝。”試采現(xiàn)場指揮部辦公室副主任謝文衛(wèi)說。

南海神狐海域的天然氣為水合物泥質(zhì)粉砂型儲層類型，該類型資源量在世界上占比超過90%，也是我國主要的儲集類型。這是我國也是世界第一次成功實現(xiàn)該類型資源安全可控開采，為可燃冰廣泛開發(fā)利用提供了技術(shù)儲備，積累了寶貴經(jīng)驗。謝文衛(wèi)介紹，“我們提出‘地層流體抽取試采法’，有效解決了儲層流體控制與可燃冰穩(wěn)定持續(xù)分解難題。我們成功研發(fā)了儲層改造增產(chǎn)、可燃冰二次生成預(yù)防、防砂排砂等開采測試關(guān)鍵技術(shù)，其中很多技術(shù)都超出了石油工業(yè)的防砂極限。”

本次試開采是世界上第一次針對粉砂質(zhì)水合物進(jìn)行開發(fā)試驗，為此海洋地質(zhì)學(xué)家們在試采思路、井位選擇、工程地質(zhì)勘查、關(guān)鍵技術(shù)和工藝確立、試采平臺優(yōu)選等諸多方面，都具有中國特色，可以稱之為“中國方案”。

在試采作業(yè)中，大量國產(chǎn)化裝備成功投入應(yīng)用，充分表明“中國造”已走在世界的前列。

首先，必須要點贊的是試采作業(yè)最重要的“大國重器”——我國最新研制成功世界最大、鉆井深度最深的海上鉆井平臺“藍(lán)鯨一號”，這個凈重超過43000噸、37層樓高的龐然大物今年2月剛“誕生”，就從中國煙臺起航，于3月28日抵達(dá)神狐海域?qū)嵤┰嚥伞?ldquo;藍(lán)鯨一號”是目前全球最先進(jìn)的雙井架半潛式鉆井平臺，可適用于全球任何深海作業(yè)。

其次，大量擁有自主知識產(chǎn)權(quán)工具的成功應(yīng)用，表明國內(nèi)石油公司已具有深水工藝及設(shè)備研發(fā)能力，如完井防砂工藝，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油工業(yè)的防砂極限;完井與測試系統(tǒng)集成裝備，結(jié)合可燃冰試采工程開發(fā)與科研需求，為我國可燃冰開發(fā)研究提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

監(jiān)測結(jié)果顯示，試采過程安全、友好、可控、環(huán)保

試采可燃冰，外界一直有一個疑問，就是會不會對周邊海域的環(huán)境造成影響。

由于甲烷是比CO2更高效的溫室氣體，因此可燃冰的環(huán)境問題一直是人們關(guān)心的一個重要問題。我國進(jìn)行海域可燃冰試采，同樣非常重視環(huán)境問題，為此投入人力物力進(jìn)行了研究。

6月至3月，南海水合物環(huán)評項目組在南海神狐水合物區(qū)先后共組織了10個航次的野外調(diào)查工作，對試采區(qū)進(jìn)行了多年系統(tǒng)調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括海底工程地質(zhì)特征、地質(zhì)災(zāi)害特征、海底環(huán)境監(jiān)測、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化學(xué)及水文特征、海表大氣甲烷含量特征等，基本查明了可燃冰試采區(qū)的海洋環(huán)境特征，同時，發(fā)展了一系列我國自主產(chǎn)權(quán)的環(huán)境評價技術(shù)，為可燃冰試采、開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)。

“可燃冰”可能是最后的自然能源

在水下形成的可燃冰要滿足壓力和溫度兩個條件

我們說的天然氣水合物實際上主要成分就是甲烷，甲烷水合物的生成需要較高的壓力和較低的溫度，海底溫度一般假設(shè)3度，這時候水合物的生成壓力大概要30幾公斤的壓力。30多公斤就相當(dāng)于300多米水深。水合物一般形成需要海底水深500米以上，我們這次發(fā)現(xiàn)的水合物就在1200米水深。

如果沒有壓力要想形成“可燃冰”則需要零下七十六度的氣溫

人類要開采埋藏于深海的可燃冰，尚面臨著許多新問題。有學(xué)者認(rèn)為，在導(dǎo)致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞，都足以導(dǎo)致甲烷氣體的大量泄漏。另外，陸緣海邊的可燃冰開采起來十分困難，一旦出了井噴事故，就會造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害。[閱讀全文]

“可燃冰”分為生物成因和熱成因兩種

生物成因：沉積物中的有機(jī)物氧化掉以后產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳被甲烷菌吃掉從而轉(zhuǎn)化成甲烷，如果溫度和壓力條件合適的話，和周圍的水轉(zhuǎn)化為水合物。生物成因的水合物一般來說比較分散。因為它的來源比較分散，有點有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生點二氧化碳，被細(xì)菌吃掉，然后產(chǎn)出一點甲烷。像我們這次找到的水合物我估計可能是生物成因的，因為生物成因的最大特點就是甲烷濃度高，這次我們找到的甲烷濃度高達(dá)99。7%，一般來說我們認(rèn)為氣體里，乙烷和丙烷的炭比例超過100的話那就是，現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)的99。7%，剩下的0。3%全部是乙烷的話，它的比例也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100了。

熱成因：地層深部的干酪根熱解產(chǎn)生的天然氣，產(chǎn)生一種氣體，這個氣體就不僅是甲烷了，還有乙烷，丙烷。熱成因一般來說需要一些通道，往上走的時候遇到合適的條件，到了淺層以后，溫度降下來，壓力又合適，最后生成水合物，這樣的水合物一般飽和度比較高。氣比較集中，不像生物成因的水合物很分散。像墨西哥灣發(fā)現(xiàn)的水合物，肯定是熱成因的，因為氣體冒上來了，在這個地方集中形成一個水合物，這樣的水合物開采價值是比較高的。而且熱成因的水合物，一般底下往往還有常規(guī)的天然氣場，我們可以先開下面的天然氣，然后再開上面的水合物。

“可燃冰”現(xiàn)在不能開采也開采不了

“可燃冰”可能是上帝設(shè)置的一個陷阱——全球氣溫升高

如果按照常規(guī)采天然氣的方式，假設(shè)把水合物分解掉，假設(shè)涉及面積很廣的話，那么這些氣體可能不會按照我們?nèi)藶樵O(shè)計的通道分解，它自己就會溜掉。如果跑到大氣層來，它可能就會對氣侯環(huán)境造成惡劣的影響，因為甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的24倍，跑到大氣層以后，一個是破壞我們的海洋環(huán)境，海里有很多的氧氣，甲烷進(jìn)入水體以后，會消耗掉大量的氧氣，氧氣要跟甲烷反應(yīng)，就會產(chǎn)生二氧化碳，消耗掉了氧氣又產(chǎn)生這么多二氧化碳，我們的海底生物就會死掉。有一部分泄露到大氣中以后會引起全球溫度升高，全球溫度升高以后又會導(dǎo)致海水溫度升高，海水溫度升高又會導(dǎo)致海底水合物的進(jìn)一步分解，這樣會造成一種惡性循環(huán)，就會使人類的生存環(huán)境造成破壞。

“可燃冰”可能是上帝設(shè)置的一個陷阱——海底滑坡

還有一個擔(dān)憂，水合物的存在能保持沉積層機(jī)械的穩(wěn)定性，它有一個膠接效應(yīng)，水合物生成以后把沉積物的顆粒粘在一塊，它就是一個整體。假設(shè)你把它分解掉了，整個就變成松散的分解體了，然后可能造成海底滑坡，這也是地質(zhì)災(zāi)害。

“可燃冰”的開采遇到的技術(shù)問題

科學(xué)家腦中最理想的開采方式——用二氧化碳置換甲烷

科學(xué)家想到把地球上人類活動所產(chǎn)生的溫室氣體——二氧化碳搜集起來，通過分離純化，提純，再把它注入到有水合物的地層里，讓二氧化碳把甲烷從水合物里置換出來。因為二氧化碳比甲烷更容易形成水合物，這時候就沒有相變，因為水合物還在這兒，而水合物分解需要大量的熱量，把二氧化碳注入進(jìn)去以后，只是把甲烷置換出來了，水合物還在，這時候需要的熱量就少，或者說不需要熱量，甲烷出來了，二氧化碳又埋進(jìn)去了，這不是一舉兩得嗎?把溫室氣體也處理掉了