可燃冰发展现状及产业化前景

文章来源:中国财经报 发布时间:2014-04-04
在全球能源日趋短缺的急迫形势下,可燃冰逐渐进入人们的视野,并引起各国政府的高度关注。可燃冰又称为甲烷水合物,其化学成分决定了遇火即可燃烧,且燃烧后生成二氧化碳和水,是一种天然的绿色能源。

在全球能源日趋短缺的急迫形势下,可燃冰逐渐进入人们的视野,并引起各国政府的高度关注。可燃冰又称为甲烷水合物,其化学成分决定了遇火即可燃烧,且燃烧后生成二氧化碳和水,是一种天然的绿色能源。

政策扶持可燃冰开发利用走向产业化

可燃冰是甲烷与水在高压低温条件下冻结形成的类冰状结晶物质混合物,外表像冰雪或固体酒精。因此,可燃冰又称为甲烷水合物、气冰、固体瓦斯等。

1778年,英国化学家普德斯特里就首次发现可燃冰,但是这件事在当时并没有引起足够重视。1965年,前苏联在西伯利亚西部发现了可燃冰,这一发现才引起了全球对可燃冰的广泛关注。截至目前,已有79个国家和地区发现了可燃冰。据保守估计,目前世界上可燃冰所含的有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气碳含量的2倍。第28届国际地质大会资料显示,海底大量存在的可燃冰可以满足人类1000年的能源需要。

可燃冰非常不稳定,在常温和常压的环境下极易分解,其主要成分甲烷是温室气体,进入大气后会引发温室效应。因此,对可燃冰的开采有非常高的技术要求,稍不注意就会造成危害。

开采可燃冰主要有四种方法。一是热激发开采法。对可燃冰层进行加热,使可燃冰分解成水和天然气。但是这种方法尚未解决热能利用效率低下的问题,而且只能进行局部加热,有待于进一步完善。二是减压开采法。利用降低压力促使可燃冰分解。这种方法成本低,适合大面积开采,但是它对于可燃冰矿藏的性质有要求,只有在可燃冰藏于温压平衡边界附近时,减压开采法才经济可行。三是化学试剂法。在储层注入抑制剂(甲醇、乙二醇、氯化钙等)以打破水合物平衡,造成部分可燃冰的分解。四是水力压裂法。利用温度相对较高的海水由高压泵通过注入井注入水合物储层,在加热水合物储层的同时还使其产生人工裂缝,为分解气体提供运移通道,从而达到高效开采水合物储层的目的,是强化的热激发和减压开采结合的方法。

目前,可燃冰的开采主要使用减压法,配合热激发开采法、注化学试剂法联用。在俄罗斯麦索雅哈(Messoyakha)可燃冰气田、加拿大麦肯吉河三角洲(Mackensie)可燃冰气田和日本南海海槽(静冈县骏河湾至九州以东海面)开展的开采工作已经证实了该方法的可行性。技术的发展,使得可燃冰的开采得以实现。

可燃冰的开发利用目前还处于前期研究准备阶段,没有进入商业化、规模化生产阶段。这些研究工作需要国家政策引导和资金支持。例如:美国政府在上个世纪70年代末期发布的《能源意外获利法》规定,对非常规能源开发实施税收补贴,设立了非常规油气资源研究基金;2013年日本政府将可燃冰长期开发计划正式列入国家公共发展事业,进行规模性投资,置于国家战略性规划优先地位。我国也在2012年12月发布了《天然气发展“十二五”规划》,明确提出“加大天然气水合物资源勘查与评价力度,适时开展试开采工作”。此外,可燃冰概念股如神开股份[0.09%资金研报]、江钻股份[0.89%资金研报]等相继获批上市,也为可燃冰的研究和开发工作提供了资金支持。

全球可燃冰产业化发展空间巨大

目前,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探,走在前面的是前苏联、美国及日本。

1960年,前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏。1970年,前苏联开始对该可燃冰矿床进行商业开采,采气14年,总采气量50.17亿立方米。1979年,国际深海钻探计划在墨西哥湾海底获得91.24米的可燃冰岩芯,首次验证了海底可燃冰矿藏的存在。1981年,美国制订了投入800万美元的可燃冰10年期研究计划。1992年,大洋钻探计划在美国俄勒冈州西部大陆边缘卡斯卡迪亚(Cascadia)海台取得了可燃冰岩芯。1998年,美国把可燃冰作为国家发展的战略能源列入长远计划,准备在2015年试开采。2001年,日本产业经济省正式推行《日本可燃冰开采研发计划》制定了为期18年的战略开发计划。2012年,美国能源部在阿拉斯加北坡发掘到可燃冰,并从中安全有效地获得稳定的天然气流。美国能源部准备在阿拉斯加项目成功的基础上,将进一步开发14个新的试验项目。2013年,日本已成功于南海海槽可燃冰气田分离出天然气。

日本准备在2018年为可燃冰进入商业化开采确立技术基础,实现可燃冰的商业化生产。美国计划到2015年对可燃冰进行商业性试开采。还有一些国家也在紧锣密鼓地进行可燃冰的开发研究,希望能够在可燃冰的开采和商业化生产上取得领先优势,在未来能源分配格局中占据有利地位。

全球可燃冰储量丰富,分布广泛,海域和陆域都有发现,但是目前全球已进行开采的气田仅有四个。这与可燃冰庞大的储量相比只是一个很小的部分。而且,可燃冰的研究在全球范围内也还处于初级阶段,产业链也没有形成,仍处于成长期,未来的发展空间很大。

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