可燃冰再造能源神話

周一妍+吳妍嬌

2013年3月12日，日本宣布成功從可燃冰中獲得了天然氣，這是全球首次通過在海底分解“可燃冰”獲得燃?xì)?。專家指出，日本政府選擇在日本大地震兩周年之際公布這一消息，意在化解福島核電站事故造成的能源危機(jī)。

可燃冰是天然氣水合物的俗稱，是近20年來在海洋和凍土帶發(fā)現(xiàn)的新型潔凈能源，據(jù)悉，1 平方米可燃冰蘊(yùn)藏的能量，相當(dāng)于160平方米的天然氣，為普通煤的10倍密度。

日本海底可燃冰的采掘試驗(yàn)利用探測(cè)船“地球”號(hào)，從愛知縣渥美半島附近約1000米的海底挖入33米，在到達(dá)可燃冰層后，通過將可燃冰中的水分抽出以降低其壓力，并使水和甲烷分離，最后提取出甲烷，整個(gè)過程花費(fèi)約4小時(shí)。

在日本，可燃冰在近海海域分布廣泛，儲(chǔ)藏量足夠日本使用100年，本次試驗(yàn)采掘海域的儲(chǔ)藏量，就可供日本使用10年以上。專家評(píng)論說，福島第一核電站事故后，日本核電站相繼停止運(yùn)轉(zhuǎn)，不得不以火力發(fā)電，而用于火力發(fā)電的天然氣、石油進(jìn)口猛增，使得日本出現(xiàn)貿(mào)易赤字。

因此，日本期待通過可燃冰的商業(yè)化生產(chǎn)，降低甚至擺脫對(duì)外依賴，實(shí)現(xiàn)能源自給。中國石油大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院院長王震在接受采訪時(shí)表示：“日本政府選擇在日本大地震兩周年之際公布這一消息，意在化解福島核電站事故造成的能源危機(jī)。”

技術(shù)創(chuàng)新 VS 開采成本

可燃冰的陸地開采技術(shù)，早已不再新鮮。相比之下，海底開采的難度要大很多。

日本科學(xué)家一開始在陸地上做試驗(yàn)的時(shí)候，采用的是“加熱法”，通過可燃冰加熱分解的原理取得甲烷氣體。在做離岸試驗(yàn)時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，往海底注入溫水需要耗費(fèi)大量能源而且價(jià)格昂貴，于是改用“降壓法”，通過把可燃冰中的水分抽出來降低其壓力，使得水和甲烷分離，然后提取出甲烷。這次海底試驗(yàn)，是全球首次在海底成功“分解”可燃冰。

目前，美國、加拿大、俄羅斯、中國、印度、韓國等國均已制定了可燃冰的長期研究計(jì)劃。但開采成本昂貴成為開采可燃冰的最大阻礙。

在此之前，美國曾經(jīng)對(duì)海底可燃冰開采成本進(jìn)行過估算。當(dāng)時(shí)，美國嘗試?yán)脻撏撊牒５组_采可燃冰，并在陸地上進(jìn)行分解，后來發(fā)現(xiàn)每平方米的成本高達(dá)200美元，根據(jù)1立方米可燃冰相當(dāng)于160立方米天然氣換算，生產(chǎn)出每立方米天然氣需1.2美元，然而美國2012年進(jìn)口天然氣的價(jià)格，只有0.087美元/立方米。

負(fù)責(zé)此次開采的日本公司JOGMEC公開表示，此次海底“分解”成功，讓他們有信心突破可燃冰的開采成本瓶頸。他們的目標(biāo)是在2019年前，把可燃冰的開采成本，降至實(shí)際應(yīng)用水平。

根據(jù)日本方面公布的可燃冰開采計(jì)劃顯示，第一階段是2002年-2008年兩次成功在陸地上開采甲烷氣體試驗(yàn)。本次試驗(yàn)屬于2009年度啟動(dòng)的第二階段，將驗(yàn)證可燃冰的經(jīng)濟(jì)效益及對(duì)環(huán)境的影響。2016年-2018年將步入第三階段，實(shí)現(xiàn)最后的商業(yè)化。

2011年，中國正式啟動(dòng)可燃冰專題研究，制定的開發(fā)時(shí)間表顯示：2008年-2020年，完成勘探調(diào)研和技術(shù)準(zhǔn)備；2021年-2035年，進(jìn)行海上商業(yè)化試采；2036年-2050年，開展海上大規(guī)模商業(yè)化開采。

復(fù)制美國“頁巖氣革命”？

本次日本的海底可燃冰開采試驗(yàn)，最終因天然氣生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障而宣布終止。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省說，3月18日凌晨，將可燃冰分離為天然氣和水的裝置內(nèi)混入了泥沙，導(dǎo)致無法正常取得天然氣。由于預(yù)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)天氣將會(huì)惡化，技術(shù)人員放棄了修理的打算。今后將一方面檢修設(shè)備，一方面在2014財(cái)年前往其他地點(diǎn)嘗試開采。

此次開采共采集到超過1.3萬立方米的天然氣，高于2008年在加拿大陸地的試開采量。

王震認(rèn)為，受到日本邁出“關(guān)鍵一步”的鼓勵(lì)，未來各國的可燃冰開采步伐將進(jìn)一步加快，但要真正實(shí)現(xiàn)可燃冰開采商業(yè)化，仍需克服一系列技術(shù)難題。

據(jù)估算，世界上可燃冰所含有機(jī)碳的總資源量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣的兩倍，分布在116處。中國僅在西沙海灘初步圈出可燃冰分布面積，就高達(dá)5242平方公里。

如今可燃冰開采所處的階段，讓人聯(lián)想到美國的“頁巖氣革命”。上世紀(jì)60年代末，頁巖中存在天然氣已經(jīng)被很多人所了解，當(dāng)時(shí)有這方面的相關(guān)博士論文，但技術(shù)和成本始終是最大的障礙。上世紀(jì)70年代，石油危機(jī)使得美國擔(dān)心自己的油氣消耗殆盡。吉米·卡特?fù)?dān)任美國總統(tǒng)期間，發(fā)起了東部頁巖氣計(jì)劃，旨在通過能源部提供資金支持，研究如何從頁巖中提取天然氣，使得此事在商業(yè)上可行。

萊斯大學(xué)貝克研究室教授肯尼斯·梅德洛克三世曾表示，這是一場(chǎng)賭博，誰都不知道結(jié)果會(huì)怎樣。

最終，一些創(chuàng)新型能源小公司真正開啟了美國“頁巖氣革命”，而不是?？松梨诤脱┓瘕埖却笮褪湍茉雌髽I(yè)。真正的轉(zhuǎn)機(jī)始于二十一世紀(jì)初，房地產(chǎn)商喬治·米歇爾創(chuàng)辦的米歇爾能源開發(fā)公司在17年中先后鉆了30多口試驗(yàn)井，測(cè)試了多種鉆井和地層壓裂方法后，實(shí)現(xiàn)了頁巖氣的大規(guī)模商業(yè)化開采。

如今，美國只用了5年-6年時(shí)間，就使得從頁巖中提取的天然氣產(chǎn)量占到全美天然氣總開采量的三成左右。到2035年，這一比例將達(dá)到49%。

“頁巖氣革命是一次成功的能源范式轉(zhuǎn)移?！泵返侣蹇嗽u(píng)論說，“革命會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，美國已經(jīng)選擇從頁巖中提取天然氣，就不可能停止?！眅ndprint