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2017年中国南海一把火,无意烧出5000亿吨“黄金”,各国密切关注

 James5291 2022-12-20 发布于北京

如今天然气已经成为全世界最主流的洁净能源之一,被广泛应用于家庭烹饪、交通工具、大型工厂的生产环节中。

我国是天然气消费大国,每年天然气消耗量2000亿立方米,仅次于美国位列世界第二。

如此巨大的需求量,我国现有的天然气田规模无法满足,暂时只能从俄罗斯、哈萨克斯坦、缅甸等天然气储量丰富的国家进口。

对于天然气大国,石化能源可是一本万利的买卖,只要运输管道建好了,阀门一开,就可以天天在家躺着数外汇了。

如此便不难理解为何卡塔尔甘愿花2000亿美元办世界杯的原因,人家全国人口才30万,却坐拥世界最大的天然气田,钱多自然任性啊。

随着经济的发展,能源危机逐渐成为阻碍人类发展的瓶颈,历次战争的背后,都隐隐透出争夺能源的影子,如何破局,为人类寻找到更多清洁、高效的化石能源,已经成为当下全世界共同关注的焦点议题。

可燃冰:能着火的冰?

天然气水合物,俗名“可燃冰”,是水与天然气在特定条件下形成的固态笼状化合物。它呈现跟冰雪一样的白色,性质类似固体酒精,一点就着。

1934年,可燃冰首次向人类揭开了它神秘的面纱。西伯利亚的一处天然气管道发生泄露,苏联紧急派出一支小分队去抢修,当人们将破损的管道拆除时,意外发现了管道中这种冰晶状的物质。

只是当时可燃冰的概念尚未提出,人们根本就无从得知这块小石头蕴含的大价值。

调查显示,在标准状态下,1个单位的可燃冰可以分解成164个单位的甲烷气体,且全球可燃冰中的有机碳含量是煤、石油、天然气总和的两倍,热效率极高。

所以,全世界科学家们公认可燃冰是新型高效能源,也是21世纪最具有商业开发前景的战略能源。

另一方面,可燃冰与天然气相比,储存运输的难度更低,燃烧效率更高,完全可以作为天然气的替代能源使用,自从这一物质被发现,全世界就从未停止寻找开采它的脚步。

那么可燃冰要去哪里找呢?这就要从可燃冰的形成条件说起了,可燃冰的学名是“天然气水合物”,首先得有天然气,其次得有水,还必须有低温高压的环境,所以它一般只存在于海底和陆地冻土带。

知道在哪去挖不就好了吗,事情可没有想象的这么简单,可燃冰的开采难度极大,在开采过程中还有可能出现井喷、爆炸的意外,导致方圆几百公里的范围都会受到影响,而且深埋海底的甲烷大量泄露,将会直接导致温室效应的加剧,必须慎之又慎。

其他国家如何开采“可燃冰”?

苏联

1965年,苏联在寒冷的西伯利亚1400米深的勘探井中,发现了一整座可燃冰矿藏。

人们注意到在一处冰湖上分布着一些孔洞,朝外喷出大量气体,一点火就持续燃烧,蔚为壮观,人们不禁四下奔走相告,我们这有火焰湖了。

苏联的科学家们认识到这种资源的价值,随即对“可燃冰”展开研究,并就地在西西伯利亚克拉斯诺亚尔斯克区的麦索雅哈建立一座气田。

气田周围冻土层厚度在500米以上,常年温度都在零下四五十度,非常适宜产出天然气水合物。该气田也标志着可燃冰首次被人类正式发现、开采并投入使用。

美国

作为两极对抗中的另一方美国,面对苏联在可燃冰方面的突破,自然不会无动于衷,也迅速开始了可燃冰的研究。1971年,哈默·施密特首次为这种物质命名,可燃冰正式拥有了自己的学名。

2012年,美国与日本合作,采用二氧化碳置换法,在阿拉斯加北部开采出了可燃冰。一共采了30天,累计产气量2.8万立方米,最高日产5000立方米。

日本

2013年3月,在距离主岛80公里海域,日本经济产业省的“地球号深海探测船”采到了可燃冰、“地球号”是世界最大的深海钻探船,最大深海挖掘记录7740米,拥有最先进的下潜挖掘装置,可见日本对可燃冰的势在必得,不过短短3天后因为管道泥沙堆积问题严重,不得不叫停。

4年后,日本又在同一海域进行第二次开采,但是相同的问题再次出现,目前并没有什么新的进展。

我国“可燃冰”的开采大事记

2007年5月,中国地质调查局到南海调研,进行实验性的海底钻探。这次钻探是由辉固国际集团公司租用荷兰的Bavenit号钻探船承担具体任务,“Bavenit”号长85.9米,排水量5300吨,最大作业深度3000米。

一开始,整个打井采样过程并没有预想的顺利,因为海底沉积物较多,质地较软,钻探机座倾斜严重,连续打了几个井均宣告失败。

我国科考人员并没有被眼前的困难吓退,经过不断调整打井位置,完善作业细节,终于从后续的3个海井中得到了天然气水合物样本。

这是国家科技层面的重大进展,我国也一举成为世界上第四个采集到水合物实物样本的国家。

通过进一步研究,科研人员基本确认南海神狐海域天然气水合物的储量与分布位置,为今后的挖掘计划提前画好了藏宝图。

2012年,中国地质调查局进行了系统部署,推出新的水合物计划,要求针对现已确定的重要目标实施钻探。

广州海洋地质调查局也开始在原有调查手段的基础上,大胆启用一些新的高科技装备用于勘探可燃冰,包括海底地震仪、水下机器人、海底可控源电磁等。

5月,“海洋六号”就利用这些技术在重点区域获取了很多冷泉甲烷渗漏活动的清晰影像,同时利用我国自主研发的可控源电磁技术装备发现了可能由水合物引起的高电阻率异常带,为钻探选取提供了非常有利的资料。

2013年,在南海珠江口盆地东部海域,这是一处厚度超过10公里的沉积岩盆地,科考钻探人员在这里首次获取了大量块状、脉状、分散状的高饱和水合物样品。

高饱和水合物中的可燃气体成分要比普通水合物高得多,接近饱和,足以说明这里天然气水合物的储量极为丰富,价值不可估量。

2015年,在南海北部的被动大陆边缘(神狐海域),经过科考人员16次综合调查与研究,确认此处有巨量“可燃冰”矿藏存在。

与此同时,我国下潜深度最大的“海马”号深潜器在琼东南盆地西部海域发现巨型活动性“海马冷泉”,确定了它的活体流动特性,为后续挖掘工作提供了详实的技术指标。

2017年5月10日,在南海可燃冰试采平台“蓝鲸一号”上,一簇火苗腾空而起照亮了夜空,这是我国利用减压开采原理分解出的甲烷气体燃烧的模样。

“蓝鲸一号”源源不断地从水下1200多米,抽出甲烷含量99.5%的天然气,日产稳定在1万方以上,达到了科学家们预估的目标。

我国可燃冰的开采成功迅速成为了世界关注的焦点,因为我们做到了美国、日本尚未做到的事情,为新型能源的开采与利用做出了贡献。

但是美国却冷嘲热讽地表示,开采可燃冰会对气候造成恶劣影响。言下之意就是,我们不是不开采,是为了全人类的气候着想没去采。

开采“可燃冰”一定会造成环境污染?

美国这么说有没有道理呢?

还真有几分,全球气候变暖的罪魁祸首就是二氧化碳这种“温室气体”,所以全球一直提倡“低碳”、“节能减排”等关键词,每个国家都有自己的碳排放指标,超过是要被联合国重罚的。

而可燃冰开采过程中产生的甲烷,其导致全球变暖的能力是二氧化碳的30倍,万一处理不好,将给全人类带来难以估量的严重后果。

目前开采可燃冰最主流的有3种办法:

1、加热和减压法

因为可燃冰是在低温高压环境下形成的,该方法就是改变可燃冰的物理环境,让其从固态变成液态,生成天然气,我国采用的就是这个方法。这个方法的好处就是容易操作,只要定位准确,做好堵漏工作就行,但在此过程中不可避免地会有部分温室气体排入大气中。

2、二氧化碳置换法

这个方法是第一个方法的升级版,具体办法是将二氧化碳气体注入天然气水合物,令水合物升温释放出天然气,同时在海底形成二氧化碳水合物。这样做的好处就是既能让大气中的二氧化碳沉入海底减轻温室效应,还能开采出“可燃冰”,可谓一举两得。美国此前在阿拉斯加开采可燃冰,用的正是这一方法。

3、固体开采法

直接把可燃冰固体挖掘出来,运送到浅水区域进行分解。

从美国的做法来看,既想开发新能源,又不想破坏环境,出发点不错,但是这本来就是鱼和熊掌不可兼得的事情。

只要人类继续使用化石能源,就不可避免地对环境造成损害,可燃冰本身开采难度和成本就很高,南海可燃冰每立方千米单价的成本就已经突破200美元,换算到普通家庭要支付8元/立方米的高价气,如果还要用上昂贵的二氧化碳置换法,生产成本只会更高,即便生产出来,怎么可能有市场?

所以中国并没有过多理会美国的指手画脚,而是潜心研究自家的技术,我国经过不断的努力,自主研发出了一套开采设备系统——蓝鲸一号钻井平台,该平台取得了多项重大突破性成功,其中最重要的就是环境保护方面的建树。

“蓝鲸一号”拥有最先进的PD3超强计算机管理系统,外置多路世界先进的传感器,能够自动侦测周围的风速、海浪和异常环境因素,其中就包括自动识别空气中的有毒有害气体。

蓝鲸一号

蓝鲸一号

从钻井开始到结束的全过程,我方都有最详实权威的数据记录,并未发现有任何破坏大气环境的气体泄露情况。

所以当美国人提出大气污染说的时候,我们拿出一摞详实的数据报表拍在他们面前,让那些颐指气使之人当场哑了火。

其实美国真正害怕的并不是什么全球变暖,否则他们就不会退出以保护全人类赖以生存的地球环境为使命的“巴黎协定”,他们怕的是中国可燃冰如果得以大规模开发,他们的石油霸主地位就坐不稳了。

发展新能源 任重而道远

专家表示,南海“可燃冰”预测储量约194亿立方米,可供中国使用135年,其价值不低于5000亿吨黄金。

不过这片沉睡的宝藏距离大规模开发利用还有很长的路要走,勤勉的科学家们必须进一步处理如何降低挖掘与运输成本,减少环境污染,治理全球变暖等一系列问题,每一步都必须要摸着石头过河,任重而道远。

前途是光明的,道路是曲折的,今后,中国将会继续加大“可燃冰”的研究和开采力度,坚持环境的保护和清洁能源利用,尽早为全人类打破传统能源垄断局面、攻克新能源的技术壁垒,也为解决世界性能源危机指明方向。

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