可燃冰为什么不可再生,可燃冰是不可再生原料吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-19 02:39:29

有世界储量第一的可燃冰,中国为何不用呢?

最近几年,在国家的大力支持下,新能源产业快速腾飞。不过关于新能源产业链上游的原材料,我国储量并不丰富,比如新能源动力电池必需的钴元素,全球储量最大的刚果,占了全球储量的66%,而中国的储量连前5名都挤不进去。

不过,有一种清洁能源中国的储量却是世界第一,这便是可燃冰。

可燃冰为什么不可再生,可燃冰是不可再生原料吗(1)

然而,从2013年在南海海域发现巨量可燃冰后的近10年,我国可燃冰开采总量才刚迈过百万立方的门槛。为何可燃冰不加速开发呢?

一、可燃冰,也是新能源?

工业2.0时代,美国靠锚定石油,奠定美元的全球货币地位;工业3.0时代,天然气的异军突起,也让产气大国俄罗斯,在面对欧美的联合敌对时,依然有不低头不妥协的底气。而在工业4.0时代,可燃冰,或许会成为下一代“全球货币”的最佳锚定物。

根据《中国矿产资质报告2018》中的数据,仅分布于我国海域中的可燃冰,就有800亿吨之多,约合天然气蕴藏量13万亿标准立方,这让全球“搜刮”石油资源的美国羡慕不已。但为何坐拥全球最多的可燃冰储量,我国却不急着开发,反而把战略重心放在了其他“新能源”上?

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关于新能源的界定,市面上主要有两种比较典型的认知:

在多数人看来,只要在煤、石油、天然气范畴之外的新型能源形式,都能笼统归类为新能源;而按照能源资源学界共识,真正意义上的新能源,必须兼具永续使用、零污染排放双重优点。以此论之,可燃冰实际上也是传统能源的一种,因为它不可再生。

可燃冰,学术名是“天然气水合物”,比较形象的叫法是“固态瓦斯”。事实上,可燃冰实际上就是水和甲烷在特定温度、压强下形成的“冰”状物质。

从化学的角度看,每单元可燃冰包含了8个甲烷分子和46个水分子,特殊的分子组合,赋予了可燃冰极强的储气能力。根据已有的可燃冰开采研究,标准条件下,1立方可燃冰能够释放出164立方天然气。

储量方面,据科学家研究,全球可燃冰海底分布面积约为4000万平方公里,可燃冰蕴藏的天然气总量可达到280万亿立方。以最近50年平均石油消耗量36亿立方/年来算,可燃冰储量足够人类使用1000年以上。

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更重要的是,可燃冰在燃烧使用之后,仅产生少量二氧化碳和水,不存在煤、油燃烧过程中硫化物、氮化物等污染问题,环保优势明显。

储量极大,污染极低,尽管可燃冰也属于“越用越少”的传统能源,但毕竟还能用上1000年,为何我国还不开始使用呢?

二、可燃冰开采,中国后来居上

继1934年美国人施密特首次发现可燃冰之后,1969年苏联成功完成了西伯利亚可燃冰的试采工作,20世纪80年代末,日本率先在海域钻探中获得可燃冰深海样品,几乎同期,美国也对可燃冰研究正式立项。

反观我国,直到2002年才启动对可燃冰的研究勘探工作。然而尽管起步晚,但并不影响我国在可燃冰领域的后来居上。

2013年我国在南海海域首次发现可燃冰,2017年5月,中国“蓝鲸1号”钻井平台成功试采可燃冰,顺便创造了产气时长180小时、产气总量30万立方两项世界纪录,使中国成为全球首个实现海域可燃冰稳定产气的国家。

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2020年2月,“蓝鲸2号”再出发,携窄密度窗口平台钻井、深水浅层井口稳定、水合物二次生成预防、精准内波预测等多项自主创新技术,在历时一个多月的可燃冰采集中,创造了产气总量86.14万立方、日均产气2.87万立方两项新纪录。

两次成功钻探,宣示了中国在可燃冰规模化采集方面的绝对领先地位,但为何我国都没能实现常态化的可燃冰商用采集呢?

1、开采难度过大

尽管可燃冰用起来很环保,但它的开采过程,却伴随着难以预期的环境风险。

如前所说,可燃冰是水、甲烷在特定温度、压强下的固态产物。相当于,在0摄氏度的环境下,用30个大气压才能使水和甲烷形成可燃冰。因此,当温度超过20度时,可燃冰也将分解为巨量甲烷,并向周围散逸。

研究表明,甲烷气体的温室效应,可达到二氧化碳的10到20倍,30亿年前地球温度动辄达到70℃以上,原因即在于当时的空气构成中,甲烷比例远高于氧气。

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截至目前,尚未研发出较稳妥的方法,解决可燃冰解离率过高的问题。因此,当前的可燃冰开采,也只能停留在小规模采集阶段。

2、开采成本过高

成本,是任何领域商用化面临的最大难题,可燃冰开采也不例外。可燃冰的不稳定、对开采和储存设备的特殊要求,共同决定了可燃冰过高的开采成本。有多高?

根据美国气体能源学家Walsh教授的建模实验,可燃冰开采成本比传统气体能源普遍高出3.5到4美元/千标准立方英尺(Mscf),而中国的可燃冰开采成本,高达1323元/每立方。

四、结语

因此,关于可燃冰的开发,我国的态度是:既不能落伍,也不能冒进。

按照中国地质调查局的可燃冰开发规划,2020年“日产3万方、持续一个月”的目标,已经由蓝鲸2号圆满完成。2023年,我国将向“日产4万方、至少维持一个月”的新目标迈进。长期规划方面,力争在2030年形成10亿立方米以上年产能。

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有自主技术,有开采经验,有稳健可行的开发方案,更有最庞大的资源储量,国产可燃冰商业化值得期待!


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