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可燃冰:让海南走向能源大省

http://www.sina.com.cn 2004年08月29日10:13 工人日报天讯在线

  本报记者赖志凯 通讯员甘远志

  南海:一半海水一半火焰

  经探测,南海可燃冰储量相当于中国现有已探明石油、天然气资源的一半。前不久,中国和德国科学家在南海发现世界最大天然气水合物(俗称可燃冰)喷溢岩区的消息,让日益感受到能源紧缺的国人兴奋不已,更让天然气水合物资源调查中方首席科学家、国土资源部广州海洋地质调查局总工程师黄永样兴奋不已。据了解,可燃冰学名为天然气水合物,其主要成分是甲烷与水分子(CH4·H2O),甲烷占80%-99.9%,可以直接点燃,因此又称之为“可燃冰”、“易燃冰”、“气冰”或“固体瓦斯”。充填甲烷的1立方米的可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水,其能量密度是煤和黑色页岩的10倍左右,而且在燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物,污染比煤、石油、天然气等要小得多,是一种能量密度高的能源。

  从可燃冰的物理性质来看,可燃冰主要分布地点在北半球,且以太平洋边缘海域最多。从理论上讲,在我国南海、东海、黄海等近300万平方公里广大海域以及青藏高原的冻土层,都有可能存在可燃冰。

  黄永样介绍说,经过科学家们5年多的地球物理、地球化学等方面的探测证据表明,仅南海一地的储量就相当于中国现有已探明石油、天然气资源的一半。

  初步估计,整个南海的石油地质储量大致在230亿-300亿吨之间,约占中国总资源量的三分之一,是世界四大海洋油气聚集中心之一。南海因此被称为“第二个波斯湾”。

  黄永样说,更让人兴奋的是,从南海的水深、沉积物和地貌环境来看,它是中国可燃冰储量最丰富的地区。初步勘测结果表明,仅南海北部的可燃冰储量就已达到我国陆上石油总量的一半左右,此外,在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积为5242平方公里,其资源量估算达4.1万亿立方米。按成矿条件推测,整个南海的可燃冰的资源量相当于我国常规油气资源量的一半。从这个意义上讲,说南海一半是海水一半是火焰,一点也不夸张。如能开发南海的可燃冰,像“西气东输”那样,实现“南气北输”,形成大的能源战略转移,将具有重大意义。

  开采是柄“双刃剑”

  要将温压条件十分苛刻的可燃冰从海中取出,有可能造成人类的灾难。黄永样说,在海洋的深水区,可燃冰主要存在于海底以下0~1100米的未固结沉积层中。因此,也有科学家将海域中的天然气水合物的开采形象地称为“深海浅挖”。开采可燃冰的一个国际性难题便是保证井底稳定,目前还没有一个工业化开采可燃冰的完美方案。但开采的方法基本确定,主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。可燃冰是不同于常规油气的新型能源,仅仅在低温和高压力状态下才是稳定的,往往同自然环境处于十分敏感的平衡之中,当环境变化时往往导致可燃冰的失稳和释放,要开采,人类还面临着许多新问题,甚至潜在着灾难性的危害。首先,开采可燃冰可能会给生态造成一系列严重问题。由于可燃冰中绝大部分是甲烷这种反应快速、影响明显的温室气体,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10倍~20倍。全球可燃冰中甲烷量占地球上甲烷总量的99%以上,其甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍。如果开采时甲烷气体大量泄漏于大气中,造成的温室效应将十分严重,使全球气候迅速变暖,灾难性地威胁人类生存环境。此外,由于可燃冰经常作为沉积物的胶结物存在,它对沉积物的强度起着关键的作用。可燃冰的形成和分解能够影响沉积物的强度,一旦发生井喷,就会造成灾难性的地质塌陷,发生海啸、海底滑坡和海水毒化等灾害。可燃冰开发利用就像一柄“双刃剑”,在考虑其资源价值的同时,必须充分注意到有关的开发利用将给人类带来的严重环境灾难。只有合理地、科学地开发和利用,可燃冰才会真正为人类造福。

  开发可燃冰,海南大有可为

  海洋大省将在我国能源战略上占据一席之地。

  到目前为止,南海勘探的海域面积仅有16万平方公里,而发现的石油储量有55.2亿吨,天然气储量有12万亿立方米。

  上世纪80年代初,邓小平听取美国阿科公司董事长安德森对崖13-1气田的开发利用进行介绍后表态:“应坚决地干,一年可以增加不少化肥,还可以发电。”随后,海南开始筹建30万吨合成氨、52万吨尿素的天然气化肥厂。这是我国第一家天然气大颗粒尿素企业,也是海南新型工业的一个阶梯。目前,入主海南的中海石油已在海南形成了年产132万吨尿素的装置,并建成了甲醛、复合肥等项目,南山电厂、洋浦电厂也成功实现油改气,正与香港建滔公司兴建全国最大的甲醇项目,世界最大的三聚氰胺项目也与荷兰DSM达成了意向性协议。石油天然气及其化工产业,正在海南工业中起着举足轻重的地位。这些项目建成后,海南将成为全国对天然气利用最多的省份之一。

  中国拉开可燃冰调查序幕

  未来十年,将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测。

  随着经济发展,中国能源供需矛盾日益突出,从1993年成为纯石油进口国,预计到2010年,中国石油净进口量将增至约1亿吨,2020年将增至2亿吨左右。对国外石油、天然气资源的依赖程度不断加大,如何保证中国能源安全和后续能源供应,直接关系到我国经济、社会的可持续发展,战略意义重大。

  1990年,中科院兰州冰川研究所冻土工程国家重点试验室与莫斯科大学冻土专业学者合作开展室内可燃冰合成试验。其后,中国石油大学郭天民、西安交通大学刘芙蓉以及青岛海洋地质研究所等单位,均在实验室里合成出了可燃冰。

  1997年中国地质科学院完成了“西太平洋气体水合物找矿前景与方法的调研”,认为我国南海和东海具备可燃冰的成藏条件和找矿前景。

  而在勘探调查方面,从1999年开始,黄永样所在的广州海洋地质局承担了我国海域可燃冰的资源调查和评估工作,正式拉开了我国对可燃冰开展实质性的调查和研究的序幕。目前,该局已在我国南海北部海域发现了可证实这一资源存在的多种地质、地球物理和地球化学的重要的间接标志,初步证实在我国南海北部陆坡天然气水合物成矿条件良好,资源远景非常乐观。据黄永样介绍,近5年来,他们共投入近亿元,通过人工地震、地质、地球物理、地球化学、海底摄像等一系列新的手段,已在南海北部陆坡、西沙海槽和东海陆坡等3处发现可燃冰存在的证据。在未来十年,我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测。这项工作主要由该局承担。黄永样说,据估算,全球可燃冰蕴藏的天然气总量约为1.8~2.1×1016立方米,其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2倍。它的矿床规模大,矿层一般厚数十厘米至百米,分布面积达数千到数十万平方公里,单个海域水合物中天然气的资源量可达数万到数百万亿立方米,规模大,且具有能量密度高、埋藏浅、成藏物化条件好,清洁环保等特点,被认为是未来人类最理想的替代能源之一。

  据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度计算,到2010年全世界将消耗掉容易开采的全部石油的一半,而剩下的石油最多在50年内被耗尽。可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。

  据了解,迄今世界上至少有30多个国家和地区进行可燃冰的研究与调查勘探。起步较早的美国、俄罗斯已经开始进入初级工业开发阶段,美国、加拿大、俄罗斯、日本和印度等国在勘探可燃冰方面已有成功经验和配套技术,特别是深海钻探方面有许多成熟的技术工艺。


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