位于加拿大馬利克（Mallik）地區(qū)的可燃冰開采試驗井。 （美國地質(zhì)調(diào)查局供圖）

 
　　隨著越來越多的城市在夏天進入“燒烤模式”，越來越多的地方在冬季出現(xiàn)霧霾，人們不禁要問：地球到底怎么了？

　　“地球‘發(fā)燒’也好，霧霾加重也罷，都是碳排放過量惹的禍。說到底，這些都是人類過度消費傳統(tǒng)化石能源的結(jié)果。”中國石油大學(xué)教授馮連勇對此憂心忡忡。

　　隨著環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的沖突日益加劇，我們該使用什么樣的清潔能源，還民眾以潔凈空氣和山清水秀？在眾多的新能源中，可燃冰因儲量巨大、綠色環(huán)保被逐漸推向前臺。

　　未來的新能源之王

　　可燃冰是對天然氣水合物的俗稱，是近20年來人類在海洋和凍土帶發(fā)現(xiàn)的一種新型潔凈能源，可以作為傳統(tǒng)能源的替代品。據(jù)中國石油大學(xué)化工學(xué)院教授陳光進向記者介紹，可燃冰大都蘊藏在全球各地的海床上。迄今為止，在世界各地的海洋及大陸地層中，已探明的可燃冰儲量超過16.7萬億噸油當(dāng)量，相當(dāng)于全球煤、石油、天然氣、頁巖氣等傳統(tǒng)化石能源探明儲量的2倍以上，夠人類使用1000年。

　　我國已探明的可燃冰儲量也相當(dāng)可觀。據(jù)估算，我國初步探明的可燃冰資源蘊藏量已超過438億噸油當(dāng)量。其中，南海海域有約185億噸，藏于青藏高原和黑龍江凍土帶的可燃冰則有253億噸之多。

　　據(jù)專家介紹，可燃冰比人們平時使用的天然氣更為純凈、清潔、無污染。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1單位體積的可燃冰分解后最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體，其燃燒產(chǎn)生的能量比煤、石油、天然氣多出數(shù)十倍，被稱為低碳社會的理想能源。

　　2011年初，由中國地質(zhì)調(diào)查局所屬的廣州海洋地質(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》顯示，科考人員在中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，預(yù)測儲量約194億立方米天然氣。可燃冰資源的勘探價值之高，由此可見。據(jù)了解，南海北部神狐海域發(fā)現(xiàn)的大儲量可燃冰資源，是中國10年來海洋可燃冰資源專項調(diào)查研究取得的最新進展，也獲得了多方面的突破性成果。中國因此成為繼美國、日本、印度之后，第四個通過國家級研發(fā)計劃在海底鉆探獲得可燃冰實物樣品的國家。

　　針對南海可燃冰資源專項調(diào)查成果，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局總工程師楊勝雄表示：“在中國地質(zhì)調(diào)查局的組織部署下，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局經(jīng)過近10年的海域可燃冰勘探調(diào)查，圈定了南海北部陸坡水合物遠景區(qū)，初步評價了可燃冰資源潛力，為實施水合物鉆探驗證提供了目標(biāo)靶區(qū)，通過鉆探獲得可燃冰樣品，證實了南海擁有豐富的可燃冰資源。”

日本一家企業(yè)員工正在展示燃燒時的可燃冰。（CFP 供圖）

　　全球開采步伐加快

　　由于可燃冰儲量巨大、潔凈環(huán)保，堪稱未來人類理想的第一大新能源，不少國家都非常重視這一資源。近年來，美國、加拿大、日本、俄羅斯、德國、印度、韓國等國紛紛投入巨資對可燃冰資源進行勘探研究。特別是美國、日本、印度、韓國等，將可燃冰列入了國家級研究開發(fā)計劃。一些歐美發(fā)達國家甚至已經(jīng)有了在2015年投入開發(fā)的具體規(guī)劃，使其在勘探開發(fā)技術(shù)、資源潛力、開發(fā)前景等方面進展迅速。

　　陳光進教授告訴記者，目前，世界各國對可燃冰均處于研究階段。自上世紀(jì)60年代開始，蘇聯(lián)、美國、德國、英國和加拿大等許多發(fā)達國家就開始研究可燃冰。美國參議院于1998年通過決議，把可燃冰作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略能源，列入國家級長遠計劃，要求能源部和美國地質(zhì)調(diào)查局等部門組織實施，其內(nèi)容包括資源詳查、生產(chǎn)技術(shù)、全球氣候變化、安全及海底穩(wěn)定性等，要求2010年達到計劃目標(biāo)，2015年投入商業(yè)性開發(fā)。

　　楊勝雄則指出，可燃冰要實現(xiàn)商業(yè)化開采，需要克服三個方面的障礙。一是行業(yè)風(fēng)險。可燃冰的大規(guī)模開采可能會導(dǎo)致大量溫室氣體排放而污染環(huán)境，開采不當(dāng)會誘發(fā)海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。二是開發(fā)企業(yè)。可燃冰的開采在我國尚處于研究階段，截至目前還沒有披露具體的項目時間表。鑒于前期開發(fā)需要大量的財力、物力，預(yù)計國內(nèi)石油三巨頭中石油、中石化和中國海油可能會承擔(dān)部分前期工作。三是技術(shù)瓶頸。自然界中的可燃冰主要富集在陸地凍土帶和海洋，由于目前的開發(fā)和控制技術(shù)還不成熟，所以可燃冰開采成本較高。但是，各國已正在抓緊研究各種可燃冰開發(fā)技術(shù)，一旦技術(shù)成熟、環(huán)境可控，規(guī)模化開發(fā)能夠使得成本降低，進而就可以實現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)。

　　不過，可燃冰的勘探開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，涉及眾多學(xué)科，如海洋地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、流體動力學(xué)、熱力學(xué)、鉆探工程、地質(zhì)實驗技術(shù)和海洋環(huán)境等。大力開展可燃冰勘探開發(fā)研究，可推動我國海洋地質(zhì)、礦產(chǎn)資源等基礎(chǔ)研究的技術(shù)進步，并帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成新的經(jīng)濟增長點。

　　可燃冰的清潔環(huán)保性能和巨大商業(yè)價值，正在吸引各國加快研究步伐。比如，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省日前高調(diào)宣布，該國已成功從日本近海地層蘊藏的甲烷水合物中分離出甲烷氣體，成為首個從海底成功采集甲烷氣體的國家。作為一個能源和資源極度匱乏的國家，日本在尋找替代能源方面一直不遺余力。對于可燃冰的前景，日本政界和民間都異常高調(diào)。日本政府認(rèn)為，成功分離可燃冰標(biāo)志著商業(yè)化開采邁出了關(guān)鍵一步。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)大臣茂木敏充在新聞發(fā)布會上以美國頁巖氣革命為例表示，希望能在克服技術(shù)難題后實現(xiàn)可燃冰的大規(guī)模開采，從而讓可燃冰成為日本的“國產(chǎn)能源”。6月8日，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省資源能源廳宣布，在日本海正式啟動可燃冰蘊藏量的調(diào)查。

　　印度能源管理局官員前不久透露，該國已在東海岸的孟加拉灣發(fā)現(xiàn)了可燃冰，并計劃在今年晚些時候在該地區(qū)開挖鉆井，進行試驗性生產(chǎn)，以確定相關(guān)資源的儲藏規(guī)模。由印度最大能源開采企業(yè)印度油氣集團(ONGC)等公司組成的特別小組，今年將在印度東海岸開采可燃冰，并嘗試從中提取天然氣。據(jù)印度能源管理局初步估計，印度可燃冰中儲藏的天然氣可達1894萬億立方米，其儲量可能足以支持該國100年的需求。

中國首艘可燃冰綜合調(diào)查船——“海洋六號”。 （新華社）

 
　　我國研究正在提速

　　記者日前從廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局獲悉，為加快實現(xiàn)對戰(zhàn)略替代能源可燃冰的開發(fā)利用步伐，我國已啟動了對其勘探開發(fā)技術(shù)的新一輪系統(tǒng)性研究。最近，“天然氣水合物成礦預(yù)測技術(shù)研究”課題已通過國家“863”計劃海洋技術(shù)領(lǐng)域辦公室組織的專家驗收。該專項也已被科技部批準(zhǔn)納入國家“863”計劃重點項目，執(zhí)行年度為2013～2016年。

　　楊勝雄介紹說，目前，我國科學(xué)家正在進行可燃冰開發(fā)技術(shù)及環(huán)境控制方面的研究工作，力求從技術(shù)角度解決現(xiàn)有問題，盡可能減少今后可燃冰開發(fā)所帶來的負面影響。

　　楊勝雄強調(diào)，從2002年開始，我國正式實施海域可燃冰資源調(diào)查與評價，主要目標(biāo)是初步了解我國海域可燃冰資源遠景，力爭發(fā)現(xiàn)并取得可燃冰實物樣品。近10年來，在國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局的組織下，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局先后在南海北部開展了20多個航次的可燃冰調(diào)查，充分獲取了南海北部存在與可燃冰相關(guān)的海底地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)以及生物學(xué)等方面的證據(jù)，確定了鉆探目標(biāo)靶區(qū)，科學(xué)確定了鉆探井位。

　　與此同時，在“863”計劃、“973”計劃的支持下，我國開展了可燃冰勘探開發(fā)技術(shù)、資源評價及環(huán)境效應(yīng)、成藏富集規(guī)律等應(yīng)用和基礎(chǔ)研究，提升了我國可燃冰研究水平；建成了具有國際先進水平的可燃冰綜合調(diào)查船、專業(yè)模擬實驗室，提升了我國海域水合物勘探研究裝備水平，具備了較深厚的技術(shù)積累。

　　在談到與世界其他國家相比，我國海域可燃冰資源的勘探是否存在差距的問題時，楊勝雄表示，20世紀(jì)70年代以來，我國已經(jīng)成為繼美國、日本、印度之后第四個通過國家級研發(fā)計劃采到可燃冰實物樣品的國家，也是在南海海域首次獲取可燃冰實物樣品的國家。雖然我國的可燃冰勘探研究起步較晚，但近年來在國家的重視和支持下，我們已在某些方面形成了自己的技術(shù)特色。

　　在談到中國何時能夠?qū)崿F(xiàn)海洋可燃冰資源的大規(guī)模開發(fā)利用，并能從某種程度上替代傳統(tǒng)化石能源時，楊勝雄說，總體而言，我國海域可燃冰勘探處于遠景評價和調(diào)查驗證階段，對可燃冰調(diào)查研究的程度仍然很低，還沒有進行大規(guī)模普查和詳查，而且我國對水合物成藏條件、分布規(guī)律、成礦預(yù)測等基礎(chǔ)地質(zhì)理論的研究不深。根據(jù)國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢和我國可燃冰發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計2020年之前，我國有望實現(xiàn)海域可燃冰試開采，最快到2030年能實現(xiàn)商業(yè)生產(chǎn)。 

　　幾年前，記者曾寫過一篇《可燃冰，想說愛你不容易》的專題報道。那時，在很多人眼里，可燃冰還僅僅是一個美麗的傳說。然而，隨著時間的推移，如今人們對可燃冰的認(rèn)識不斷加深，技術(shù)也獲得突飛猛進，可燃冰利用更是越來越受到各國政府重視。雖然可燃冰的商業(yè)開采仍有一段較長的路要走，但它已不再只是美麗的傳說。

位于智利的一個可燃冰研究項目施工現(xiàn)場。（美國地質(zhì)調(diào)查局供圖）