可燃冰利用潜力大，各国竞相开发 可燃冰即天然气水合物，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。伴随经济社会的发展，全球对石油、煤炭等能源的需求不断增长，这些传统能源在逐渐被消耗殆尽。按目前世界已探明能源储量和可开采年限计算，石油可供开采43年，天然气可开采63年，煤炭可开采231年。而可燃冰能量密度高、储量大、污染小，当能源危机来临时，可燃冰利用潜力巨大，因而各国开始竞相开发可燃冰。 
数据来源：观研报告网《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》 
资料来源：观研报告网《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》 根据观研报告网发布的《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》显示，美国于1934年最早发现可燃冰，并于1981年制定了可燃冰“十年”研究计划，此外，日本、俄罗斯、加拿大等发达国家对可燃冰的关注程度也不断提高。相比之下，我国对可燃冰的研究和开采运用起步较晚，2002年才启动可燃冰的研究和勘探工作。就我国可燃冰已经探明的分布区域来看，国内可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带，据粗略估算，其资源量分别约为64.97x1012m3、3.38x1012m3、12.5x1012m3和2.8x1012m3。随着我国成为全球一次性能源消费量最大的国家，我国可燃冰的研究与开发进程加快。 
资料来源：观研报告网《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》 2017年我国“科学”号科考船在我国南海首次发现了裸露在海底的可燃冰并在同年五月于蓝鲸一号钻井平台上试采成功。2020年3月26日，自然资源部宣布我国海域天然气水合物(可燃冰)第二轮试采取得圆满成功。2021年8月，国家重点研发项目“国产自主天然冰合物钻探和测井技术装备海试任务”顺利完成海试作业,我国成为世界上第三个自主掌握该项技术的国家，也标志着我国可燃冰的钻探和测井技术取得重要进展。 全球主要国家可燃冰研究计划及进展 国家 | 可燃冰研究计划及进展 | 美国 | 于1934年最早发现可燃冰 | 1981年制定了可燃冰“十年”研究计划，投入800多万美元进行研究 | 2005年将可燃冰开发的总拨款增加到1.55亿美元 | 2014年年底设立“深水甲烷可燃冰描述与科学评价”大型项目，其分为目标站位优选、研究计划制订、野外研究３个阶段实施 | 2015年9月底完成了墨西哥湾某些可燃冰研究站位的初步评价。 | 目前，由于页岩气发展迅速并且其开采技术成熟，美国放缓了可燃冰的开采计划 | 日本 | 20世纪80年代末，日本钻探获得可燃冰样品，发现其周边海域可燃冰储量可满足自身100多年的天然气需求 | 2012年日本首次在近海进行商业性可燃冰开采 | 2013年3月12日，MH21利用“地球号”探测船在爱知县渥美半岛进行开采 | 2017年5月开始了海槽区第二次海洋可燃冰试采研究，成功开采出天然气计划，计划在2018年开发出成熟的可燃冰开采技术，实现商业化生产 | 俄罗斯 | 1965年在西伯利亚冻土区发现第一个可燃冰存储区 | 1969年试采可燃冰，累计总产气量约为1.29x1011m³，其中可燃冰约占47%，这是世界上可燃冰商业开采最成功的案例 | 2007-2009年俄罗斯又与日本、比利时合作，在贝加尔湖进行了多次天然气水合物开采技术工艺试验 | 由于本土拥有相对丰富的油气资源，并且经济发展受限，俄罗斯的可燃冰研究仅在巴伦支海和鄂霍茨克海等海域进行，但其开采技术的研究依然处于世界领先地位 | 加拿大 | 20世纪70年代加拿大开始了可燃冰相关研究，８０年代制订具有重要战略意识的开发计划 | 1972年，加拿大在Mallik地区钻Mallik L-38井时，发现了可燃冰的存在 | 1998年，加拿大与日本合作，在西北Mackenziem三角洲进行了可燃冰取样。随后在2002年和2008年又2次在该地区进行了试采 | 由于可燃冰的研究难度巨大且费用高昂并受美国页岩气快速发展的影响，所以加拿大联邦政府在新的财政年度开始时终止向可燃冰研究项目的拨款，加上自身油气资源丰富，加拿大水合物发展计划有所搁置。 | 中国 | 1999年首次在南海西沙海域可燃冰存在的地震反射证据一似海底反射 | 2002年正式批准设立天然气水合物资源勘查专项。勘测南海储过相当700亿吨油当量 | 2004年首次在台西南盆地发现“九龙甲烷礁” | 2007年我国成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划在海底钻探获得可燃冰实物样品的国家。 | 2009年勘测青藏高原五道沟永久冻土区、青海省祁连山南缘永久冻土带远景资源量有350亿吨当量以上 | 2013年在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻或高纯度可燃冰样品并通过钻探获得可观控制储量 | 2015年广州海洋地质调查局在神狐海域实施23口天然气水合物钻探井，全部发现可燃冰 | 2016年地质调查工作人员围绕试采在神狐海域开展钻探站位8个，全部发现可燃冰 | 2017年南海神狐海域可燃冰试采现连续187个小时的稳定产气，首次实现海域可燃冰试采成果 | 2020年海南神狐海域可燃冰第二次试采成功 | 2021年8月，国家重点研发项目“国产自主天然冰合物钻探和测井技术装备海试任务”顺利完成海试作业,我国成为世界上第三个自主掌握该项技术的国家，也标志着我国可燃冰的钻探和测井技术取得重要进展 |
资料来源：观研报告网《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》 可燃冰开发仍处于初步探索阶段，三大因素导致可燃冰商业化进程缓慢 各国的参与无疑进一步推动了全球可燃冰的开发利用，但受开采技术影响，国内外对可燃冰的开发仍处于初步探索阶段。目前可燃冰主要开采技术包括降压法、注热法、置换法等，这些开采技术各具优缺点，至今仍没有一个较完美的开采方法出现。 可燃冰开采技术分类及其优缺点 开采技术 | 开采原理 | 优点 | 缺点 | 降压法 | 降压法是通过抽取地下水或气举等手段使水合物储层压力降低，当水合物压力降至平衡压力以下时会自发地发生分解，从而实现水合物的开采。 | 操作相对简单，并且可以相对快速地促使大量天然气水合物分解，该方法被认为是最具经济价值的可燃冰开采方法 | 降压法开采过程中容易引起储层温度过低，从而引发结冰或者水合物二次生成的现象，造成渗透路径的堵塞，影响开采效率 | 注热法 | 注入热流体 | 注热法是通过某种方式提高水合物储层温度，使其高于水合物存在的平衡温度而使水合物分解。 | 简单可循环利用 | 效率低 | 电磁加热 | 加热迅速、易于控制 | 需要大量的能量来源且设备复杂 | 微波加热 | 易于控制、通过波导管传输 | 缺乏大功率磁控管 | 太阳能加热 | 高效、清洁、无污染 | 易受气候变化影响 | 置换法 | 置换法是利用了二氧化碳或比甲烷更容易形成水合物的流体将甲烷置换出来 | 置换过程中释放的热量可以促进水合物分解并驱使扩散的气体填充到地层孔隙中。置换过程不牵扯相变，因此较为安全，同时可以将温室气体封存海底，缓解陆地的温室效应 | 置换效率不高，置换所需条件较为苛刻，同时二氧化碳容易渗透到开采井中，带来新的分离问题。 | 化学抑制剂注入法 | 化学抑制剂注入法通过向水合物矿藏中注入化学试剂，破坏连接水合物分子间的氢键同时改变水合物存在的相平衡条件，促进水合物分解 | 可以提高天然气产量，在开采初期可以很低的能量注入即实现水合物的分解 | 抑制剂价格较昂贵，经济性较差，同时抑制剂对地下水和海洋生态环境都会带来不良的影响 | 固态流化法 | 利用采掘设备直接开掘固态可燃冰，随后将水合物沉积物粉碎成小颗粒，再与海水通过密闭的立管输送至海洋平台，在海上平台对获得的水合物固体或浆体进行后处理 | 近几年提出的新型水合物开采方法，对非成岩类型的可燃冰具有很高的开采效率。该方法实现了原位固态开发，降低了可燃冰分解引起工程地质的灾害风险，也在一定程度避免了温室效应。 | 投入大 |
资料来源：观研报告网《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》 此外，可燃冰存在的环境问题和经济问题也在制约产业发展，导致全球可燃冰商业化进程缓慢，可燃冰的高效开采和科学利用仍需一段很长的时间去不断摸索和探究。 
资料来源：观研报告网《中国可燃冰行业发展趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》（zlj） |
