開采深海寶藏的大國重器

文/李贊

云游奇妙博物館

策展人寄語

海洋是生命的搖籃，它為萬千生物提供了豐饒的棲息地，盡顯生物的多樣性。海洋也是一座資源寶庫，它蘊藏著地球上最豐富的能源、礦產(chǎn)。你能想到深海中的礦藏都是用哪些大國重器開采出來的嗎？海洋中究竟有哪些能源被我們利用了呢？海底的“生命綠洲”是什么樣的？在恐龍出現(xiàn)前的那段時間，海洋中發(fā)生了哪些變化？

本期“文明誕生記”我們將繼續(xù)帶大家“擁抱”海洋，一一揭曉海洋中的奧秘。如果讀完之后還不過癮，別忘了有機會來中國科學技術館的海洋展廳繼續(xù)探索喲！

——中國科學技術館“探尋海洋秘境”展廳策展團隊

我們都知道海洋是一座巨大的寶庫，蘊藏著地球上超過34%的石油和天然氣，以及其他種類豐富的資源，但是這些資源有很多都被埋藏在300 米以下的深海中。直到近些年，借助科學的探測手段和快速發(fā)展的工程技術，人們才終于“到達”深海，把這些深海中的寶藏開采出來，造福人類社會。那么，用來開采這些寶藏的大國重器都有哪些呢？

開采“沉睡能量塊”的“藍鯨”

在中國科學技術館的展廳里，有一個名為“沉睡的能量塊——可燃冰”的特別展項，展現(xiàn)的是開采可燃冰的場景。可燃冰是什么？為什么稱它是沉睡的能量塊呢？

如果你近距離觀察就會發(fā)現(xiàn)，原來可燃冰看起來像冰，卻遇火即燃，因此得名“可燃冰”。其實，它是水和天然氣在高壓、低溫條件下形成的“沉睡”在海底的白色固體。它的燃燒效率非常高，一塊1 立方米的可燃冰分解后就可以得到超過160 立方米的天然氣呢！大家想象一下，如果可燃冰能夠被大規(guī)模開采，是不是就可以代替很多現(xiàn)有的燃料了呢？據(jù)推斷，僅在我國南海，可燃冰的儲量就至少相當于800億噸石油了。而我國2023 年的石油消耗量預計接近8 億噸，這樣推算的話，僅南海的可燃冰儲量就能供我國使用100 年左右。

剛開采出來的可燃冰

不過，可燃冰雖然“能量”大，但大規(guī)模開采卻受到許多限制。一是可燃冰對環(huán)境非常敏感，如果開采時控制不好容易引發(fā)海底滑坡等地質災害；二是開采時如果釋放到大氣中的甲烷（天然氣的主要成分）過多，會造成嚴重的溫室效應，帶來氣候變化、海平面上升等環(huán)境危機。

不過別擔心，我國已經(jīng)制造了輔助開采可燃冰的利器——藍鯨系列半潛式鉆井平臺。這種平臺由上部平臺、下部浮體和中間起連接作用的立柱三部分組成，可以在海洋中進行移動勘探開采。要調整開采位置的時候，平臺在拖船的牽引下會像一艘大船一樣移動。到達工作位置后，下部浮體充水下潛，通過降低重心、安裝錨鏈等方式穩(wěn)定下來。

“藍鯨1 號”半潛式鉆井平臺在2017 年2月13 日交付使用，它大約有40 層樓那么高，上面還能夠起降直升機。它能夠抵御15級臺風，最大鉆井深度超過15000 米。2017 年5 月，“藍鯨1 號”在廣東省珠海市附近海域試采可燃冰，我國成為世界上第一個實現(xiàn)在海域可燃冰開采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國家。

2019 年9 月26 日，“藍鯨2 號”也交付使用。2020 年3 月，“藍鯨2 號”在第二輪可燃冰試采任務中，創(chuàng)造了產(chǎn)氣總量86.14 萬立方米、日均產(chǎn)氣量2.87 萬立方米兩項世界紀錄。

在中國科學技術館，大家可以親眼看到模擬展示的“藍鯨2 號”開采可燃冰的過程，還可以了解可燃冰的構成、儲藏地層、開采方法等科學知識。當然，大家還可以搖動搖桿，親自控制“藍鯨2 號”模型，探測、開采一下可燃冰呢！

藍鯨系列半潛式鉆井平臺打開了一扇可燃冰開采的大門，也許在不遠的將來，我們人類都能用上可燃冰這種高效的清潔能源。

定海神針——海洋石油981 鉆井平臺

海洋中石油、天然氣等常規(guī)能源的儲量十分豐富。在靠近海岸、水深不超過100 米的淺水海域，開采能源的方法和陸地非常相似，但到了深海區(qū)域，探測、開采、加工和運輸能源的方式和環(huán)節(jié)就都要借助全新的工程手段了。

正在進行開采作業(yè)的“藍鯨2 號”

在陸地上，人們勘探到石油、天然氣等資源的分布位置，會就地搭井架進行試采，而深海區(qū)的鉆探就要靠前面提到的半潛式鉆井平臺了。

我國首座自主設計建造的深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”就是深海采油的大國重器。它配備了可以調整方向的大功率推進器，依據(jù)衛(wèi)星定位、氣象和海洋預報信息，用推進器來抵消風浪的影響，不用錨鏈也可以在驚濤駭浪中堅守工作“崗位”，保證海底鉆探設備的穩(wěn)定，即使在超過3000 米水深的海域仍能照常工作，完成鉆井任務。這座平臺交付使用十幾年來，已經(jīng)成為我國海洋石油深水勘探的“定海神針”。

智能化的深海氣田——“深海一號”

鉆井完成后，還需要建造能夠長期工作的開采、生產(chǎn)和加工基地，工程師們創(chuàng)造性地在深海區(qū)設計了從海面到海底的自動化油氣工廠。

位于海南省陵水黎族自治縣附近海域的陵水17-2 氣田中，就有我國自主研發(fā)建造的世界首座10 萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺“深海一號”。它可以把水下1500 米深的天然氣開采出來，通過海底管道接入全國天然氣管網(wǎng)，分離出的凝油再通過油輪運輸?shù)疥懙亍Ｋ磕隇閺V東、香港、海南等地供應30 億立方米深海天然氣，可以滿足大灣區(qū)四分之一的民生用氣需求。在海面上，最大排水量達11 萬噸、有40 層樓高的“深海一號”，通過16 根錨鏈被牢牢固定在大海上，它能抵抗16 級臺風。智能化的設計，讓它在臺風來臨、全體工作人員撤離后仍能繼續(xù)生產(chǎn)。

“深海一號”除了海面上的巨大能源站，還有十一口生產(chǎn)井及其配套設備分布在方圓幾十公里的海底，源源不斷地將海底蘊藏的能量向海面的生產(chǎn)基地輸送。它不愧是我國南海的“巨無霸能源供應站”。

藍鯨系列半潛式鉆井平臺、海洋石油981鉆井平臺、“深海一號”……正是這些開采深海寶藏的大國重器，托起了我國能源安全的一片天空。如果有機會走進中國科學技術館，請你一定要好好了解它們！

深海一號