行業(yè)定位及前景意義重大

　　“我國對天然氣水合物的勘查開采起步晚，但進步快。”12月19日，在南海天然氣水合物勘查與開發(fā)高端論壇上，中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局總工程師、首席科學(xué)家楊勝雄教授透露，目前他們正在建設(shè)開采先導(dǎo)實驗區(qū)，已進行前期論證和實施方案準(zhǔn)備等一系列工作，以加快海域試采進程，推進天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化。

　　今年5月，我國國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局宣布在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功。開采過程利用了“水、沙、氣分離” “防砂排砂”等多項自主研發(fā)的核心技術(shù)，我國成為世界上第一個實現(xiàn)在海域可燃冰試開采中連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國家。11月3日，國務(wù)院正式批準(zhǔn)將天然氣水合物列為新礦種，天然氣水合物也就是所說的可燃冰成為我國第173個礦種。

　　可燃冰是非常規(guī)天然氣的一種，其學(xué)名是天然氣水合物，外形與冰相似，內(nèi)含大量甲烷而極易燃燒。目前科學(xué)界一致認為全球可燃冰資源總量約為20兆立方米，蘊含的有機碳資源約為所有已探明的煤、石油、天然氣中總含碳量的兩倍。當(dāng)前，常規(guī)化石能源短缺情況嚴(yán)重，且使用煤炭、石油等能源引發(fā)諸多環(huán)境問題；新能源的使用又因面臨儲能等技術(shù)瓶頸而發(fā)展放緩。可燃冰具有熱值高、清潔等優(yōu)點，被各界寄予很高的期望。討論可燃冰在我國能源行業(yè)中的定位和未來前景具有非常重要的意義。

　　改善能源消費結(jié)構(gòu)值得期待

　　在能源種類的劃分中，可燃冰是一種非常規(guī)天然氣礦種。非常規(guī)天然氣是指由于各種原因在特定時期還不能進行盈利性開采的天然氣，如煤層氣、頁巖氣、密砂巖氣等。對可燃冰的分析既要分析其作為天然氣對中國能源消費的貢獻度，又要考慮其在非常規(guī)天然氣中的定位。

　　開發(fā)天然氣是應(yīng)對氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟的戰(zhàn)略選擇。天然氣作為清潔能源對環(huán)境治理、生態(tài)改善等方面都有非常重要的作用。由于中國“富煤、少油、貧氣”的格局，我國天然氣消費一直存在較大的發(fā)展空間。根據(jù)《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，我國天然氣消費比重力爭達到10%，煤炭消費比重降至58%以下。因此，可燃冰作為清潔能源的一種，勢必會得到政策支持。當(dāng)然相較而言，常規(guī)天然氣仍在天然氣開發(fā)中處于統(tǒng)治地位。

　　可燃冰是2017年繼頁巖氣后技術(shù)又得到重大突破的非常規(guī)天然氣。其他非常規(guī)天然氣的發(fā)展對可燃冰產(chǎn)業(yè)起到指導(dǎo)作用。2012年我國致密氣已進入大型商業(yè)化開發(fā)階段，年產(chǎn)量為320億立方米。中國煤層氣儲量和產(chǎn)量均較少，處在工作化和商業(yè)化開發(fā)的早期階段。值得關(guān)注的是，頁巖氣在2011年被國務(wù)院批準(zhǔn)為我國第172種礦產(chǎn)。經(jīng)過6年的發(fā)展，我國頁巖氣的產(chǎn)量目前已高居世界第3位，中國石化重慶涪陵頁巖氣田已成為北美之外最大的頁巖氣田。頁巖氣既是可燃冰的替代品，其發(fā)展歷程也為可燃冰的發(fā)展帶來指導(dǎo)。2017年以前，可燃冰的商業(yè)化水平不及頁巖氣，資本更傾向于產(chǎn)業(yè)化更高的頁巖氣產(chǎn)業(yè)。但我國可燃冰開采已得到重大技術(shù)的突破，加之其巨大的資源總量，這將推動我國政府持續(xù)助力可燃冰開采技術(shù)的發(fā)展。有頁巖氣商業(yè)利用的經(jīng)驗在先，可燃冰未來的發(fā)展值得期待。

　　面臨生態(tài)環(huán)境風(fēng)險不容小覷

　　可燃冰成藏模式的特點和勘探開采技術(shù)有別于常規(guī)天然氣，應(yīng)正確評估對其開發(fā)利用會產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險。對海底可燃冰的開采環(huán)境風(fēng)險主要包括海底地質(zhì)變化、溫室效應(yīng)加劇、海洋生物死亡等方面。

　　首先，力量失衡引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。在海洋堆積物里，可燃冰以膠結(jié)物與海洋中的沉積層共存，這使大陸斜坡地帶處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。而開采可燃冰便是通過改變其物理環(huán)境來分解固體可燃冰。例如，減壓法的原理是通過降低海底原本壓力來打破其固態(tài)的成藏條件，使其變?yōu)闅怏w。但當(dāng)固體可燃冰減少時，海底沉積物的力學(xué)平衡被改變，導(dǎo)致大陸斜坡帶產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，進而產(chǎn)生引發(fā)海底滑坡和海嘯的風(fēng)險。

　　其次，氣體甲烷加劇溫室效應(yīng)?？扇急械募淄槭且环N反應(yīng)速度快、影響更為顯著的溫室氣體。如果封存為固態(tài)的甲烷氣體由于開采不慎而逸散到空氣中，將使全球的溫室效應(yīng)加劇。甲烷作為一種溫室氣體，會吸收太陽的長波輻射，阻礙地球熱量的散失。另外，溫室效應(yīng)也會帶來海水溫度的進一步上升，環(huán)境溫度的改變更易打破可燃冰溫度的平衡，從而可能導(dǎo)致更多的甲烷氣體逸散到空氣中，加劇溫室效應(yīng)。

　　再次，法律缺位提高生態(tài)風(fēng)險。海水與空氣一樣具有流動范圍廣的特點。泄漏事故一旦發(fā)生，波及的范圍超過常規(guī)天然氣開采。天然氣的泄漏會造成海水的毒化，致使海洋生物大規(guī)模死亡。與天然氣類似，石油也有許多海上開采途徑。海上油井開采技術(shù)發(fā)展已久，然而伴隨著其發(fā)展史也曾發(fā)生過多起泄漏事故。早期的巴西海上石油鉆井平臺沉沒事件、近期的美國墨西哥灣原油泄漏事件都給生態(tài)環(huán)境造成了很大的危害。在事后對這些事件進行處理和反思時，人們認識到相關(guān)法律規(guī)范的缺乏帶來的風(fēng)險。如何對被破壞的生態(tài)環(huán)境進行估值和補償是核心的問題。隨著海上開采的大規(guī)模展開，相應(yīng)法律法規(guī)的出臺是預(yù)防生態(tài)問題發(fā)生的重要途徑。

　　因此，短期來看，天然氣在中國能源消費中的比重不斷攀升，常規(guī)天然氣仍處在天然氣開發(fā)統(tǒng)治地位。長期來看，非常規(guī)天然氣具有更大規(guī)模的資源潛力，中國的可燃冰技術(shù)特別是成功的試開采經(jīng)驗更是領(lǐng)跑世界。隨著開采技術(shù)的不斷提升，以及對國際上頁巖氣商業(yè)化經(jīng)驗的充分吸收，配以相應(yīng)的法律規(guī)范，可燃冰一定可以在未來我國的能源市場中發(fā)揮越來越重要的作用，在充分增加能源供給的同時優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。（作者單位：北京理工大學(xué)能源與環(huán)境政策研究中心）

　　1778年，英國化學(xué)家普得斯特里著手研究氣體生成的氣體水合物。

　　1934年，人們在油氣管道和加工設(shè)備中發(fā)現(xiàn)了冰狀固體堵塞現(xiàn)象，這些固體就是可燃冰。

　　1965年，前蘇聯(lián)科學(xué)家預(yù)言，天然氣水合物可能存在于海洋底部的地表層中。

　　1999年，廣州海洋局派出“奮斗五號”船實施了首次針對水合物的高分辨多道地震調(diào)查，由此掀開了我國海域水合物調(diào)查的序幕。通過調(diào)查，在南海北部陸坡西沙海域首次發(fā)現(xiàn)了水合物存在的重要標(biāo)志——似海底反射（BSR）。

　　2002年，我國正式批準(zhǔn)設(shè)立天然氣水合物資源勘查專項。從此，我國正式踏上了大規(guī)模、多學(xué)科、多手段開展天然氣水合物資源調(diào)查的艱辛歷程。

　　2007年4月至6月，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局首次在南海北部神狐海域成功實施8個站位鉆探，其中3個站位獲得了天然氣水合物實物樣品，所獲得的樣品甲烷含量高達99.7%以上，點火即可燃燒。這一發(fā)現(xiàn)是我國首次在南海海域獲取天然氣水合物實物樣品，證實了南海存在良好的水合物資源前景。這是一次戰(zhàn)略性的突破，使我國成為繼美國、日本、印度之后第4個通過國家級研發(fā)計劃在海底鉆探獲得天然氣水合物實物樣品的國家。

　　2008年，在青海祁連山凍土區(qū)成功鉆獲可燃冰樣品，證實我國是既有海域可燃冰又有陸域可燃冰的少數(shù)國家之一。

　　2013年6月至9月，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在珠江口盆地實施了第二次天然氣水合物鉆探。此次鉆獲了大量高純度的新類型天然氣水合物實物樣品，該發(fā)現(xiàn)首次在我國南海獲取了可視的塊狀天然氣水合物實物樣品。

　　2015年6月至9月，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局再次在神狐海域?qū)嵤?3口天然氣水合物鉆探井，這次的命中率達100%，23口井全部發(fā)現(xiàn)天然氣水合物，這次鉆探為海域天然氣水合物實驗性開采提供了重要參考靶區(qū)，標(biāo)志著我國海域天然氣水合物資源調(diào)查已達到世界先進水平。

　　2017年3月28日，我國再次在位于珠海市東南320公里的神狐海域試采井正式試開采，5月10日成功點火，截至7月9日，連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣60天，累計產(chǎn)氣量超過了30萬立方米，平均日產(chǎn)5000立方米以上，取得天然氣水合物試開采的歷史性突破。

　　2017年9月22日，中國新一代遠洋綜合科考船“科學(xué)”號在執(zhí)行中科院海洋先導(dǎo)專項中，又在南海海域約1100米的深海海底，探測到兩個站點存在裸露在海底的天然氣水合物，這也是科學(xué)家在我國南海海域首次發(fā)現(xiàn)裸露在海底的可燃冰。（資料來源：科普中國）