• 站在巨人的肩膀上 “向地球深部进军”的可燃冰样本

    时事 > | Time Weekly - 2017-05-31 00:31:52 来源:时代周报
  • [摘要] “这次试开采集成了一些国家已经非常成熟的技术,我们是站在巨人的肩膀上,”韩晓平评价道,“中国也开发出独创的技术。

    文/杨凯奇

    时代周报记者 杨凯奇 发自深圳

    5月18日,国土资源部部长姜大明宣布,中国首次海域天然气水合物(即可燃冰)试采成功。中共中央、国务院在当天的贺电中说:“经过近20年不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新,实现了历史性突破。”

    今年以来,能够得到党中央、国务院联名发出贺电的科技领域大事只有三件。此前的两件分别是4月27日祝贺“天舟一号”飞行任务圆满成功、5月5日祝贺国产C919大型客机成功首飞。可燃冰试采成功能够与这两件大事并肩,引发各界对可燃冰这一鲜为人知,但蕴藏量极为丰富的“未来能源”的注目。

    “可燃冰的商业价值暂时还无法预计,但它是极为重要的能源储备。作为大国,一定要准备好能够开采可燃冰的技术。”接受时代周报记者采访时,中国能源网首席信息官韩晓平如此评价中国成功试采可燃冰的意义。

    重要技术突破

    “蓝鲸1号”平台工作的井位位于南海神狐海域,据2011年的一次勘测结果,这片海域钻探区内有11个可燃冰矿体,面积达到约128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量。

    这仅仅是中国可燃冰储量的冰山一角。韩晓平表示,可燃冰可在冻土层和深海海底条件下形成,中国多样的地貌条件和广袤的海洋面积,非常有利于可燃冰的储存。“青藏高原和南海都有很多资源分布。”据统计,中国南海和冻土带发现的可燃冰储量可供中国使用200年以上。

    资源虽然令人畅想不已,但深埋海底的可燃冰的开采难度,甚至远超页岩气。韩晓平介绍,其中最关键一点是,大规模开采可燃冰,可能引起可燃冰中的有效成分、亦是主要的温室气体甲烷大量溢出,加剧全球温室效应。开采可燃冰后海底的地质灾害风险,至今也不能准确预估,因而各国对可燃冰开采技术还停留在探索阶段,“离商业化开发还有很长的路要走”。

    中国为此次试开采动员了包含国土资源部及中石油海工公司在内的政企两方科研资源,以及拥有最高技术含量的开采设备。

    即使在高精尖的海上钻井平台中,“蓝鲸1号”也堪称其中的佼佼者。中集来福士官网称,“蓝鲸1号”拥有27354台设备,4万多根管路,电缆拉放长度达120万米,是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。

    烟台中集来福士海洋工程有限公司的前身是1977年创建的烟台造船厂,后与新加坡烟台造船私人有限公司及山东胜利油田合资成立烟台来福士公司。2008年,总部位于深圳的中集集团收购了来福士公司29.9%的股份,成为该公司的最大股东,也宣告以海运集装箱制造为主的中集集团正式进入特殊船舶和海洋工程的建造业务领域。

    中集来福士公司婉拒了时代周报记者的采访要求。

    公开资料显示,“蓝鲸1号”采用Frigstad D90式超深水半潜式平台为基础进行设计,而Frigstad D90设计方案则来源自新加坡Frigstad集团。在这一基础上,中集来福士负责完成全部的详细设计、施工设计、建造和调试。

    中集集团董事会秘书办公室主任吴三强在接受媒体采访时表示,钻井平台设计包括概念设计、详细设计及工艺设计,最核心的前两者多年来一直被外国企业技术垄断,经过数年时间,中集已知晓设计原理并懂得应对方法,这是从国外领导到中国参与,再到中国领导的过程。

    “这次试开采集成了一些国家已经非常成熟的技术,我们是站在巨人的肩膀上,”韩晓平评价道,“中国也开发出独创的技术。总体而言,这次试开采对于中国综合掌握可燃冰开采领域的前沿科技是大有好处的。”

    截至5月17日下午3点,试采项目连续7天产气总量11.32万立方米,平均日产1.6万立方米,超额完成了日采1万立方米、连续一周的预定目标。在5月18日的庆功仪式上,钻井平台燃起用可燃冰所产天然气燃起的火炬。

    全球科研角力

    怀着对石油危机的担忧,勘探新的化石能源种类,成为一项大国角力的事业。

    美国的页岩气革命无疑是近年来能源领域最重磅的事件。挪威独立研究机构Rystad声称,由于美国发展出了开采页岩油的技术,其石油储备已经超过传统石油大国沙特阿拉伯和俄罗斯,排名蹿升至世界第一。以页岩气开采为代表的技术研发因而掀起高潮。

    美国的页岩油气资源大多储存于平原地带,开采条件便利;相较而言,中国的页岩气多储存于山地和盆地地形下,并且水资源缺乏,开采条件较差。开采可燃冰从而成为我国改善未来能源结构的发力点之一。

    有研究结果表明,全球可燃冰资源量约为20万亿吨油当量,是常规天然气地质资源量的50倍、煤炭及石油和天然气总含碳量的两倍。据不完全统计,已有30多个国家和地区被丰富的储量吸引,开展了可燃冰的调查研究。其中,美国、日本和加拿大处于科研前列,时代周报记者注意到,我国此次试采可燃冰所用的降压法,此前在日本的试采项目中就已经应用过。

    韩晓平认为,在可燃冰成功试采背后,一直有着国家的支撑。“可燃冰距离真正的商业开发还有很远的距离,因此国家能否投入资源进行这个领域的科研,是可燃冰开采技术发展的关键。中国在这个方面有独特优势。”

    在去年召开的全国科技创新大会上,习近平总书记指出,在理论上,地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下1万米,中国的勘探开采水平较世界先进水平还有很大的进步空间,“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。“向地球深部进军”成为中国进行化石能源新一轮勘探开发的口号。

    在中国进行试开采之前,日本已经在2013年碰过壁。当时日本的试开采虽然成功出气,但6天后由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。

    吸取日本的经验教训后,中国有针对性地自主研发出一套水、沙、气分离核心技术,利用降压法将海底原本稳定的压力降低,从而打破了天然气水合物储层的成藏条件,进而过滤开采过程中带来的细砂,完成了开采持续时间的突破。

    厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强向时代周报记者表示,美、日等在可燃冰开采领域已拥有先进水平的国家,在技术层面相差并不大,“中国这次试采成功,证明了中国在这方面已经处于第一梯队上”。

    商业应用,还要等待

    中国重视可燃冰开采的另一背景是,中国的能源结构目前仍以煤炭为主,造成的环境污染已渐渐难以承受;加之现阶段石油的进口依赖度已经达到60%,使可燃冰的开采更具长远价值。

    市场也看到了这一点。“中国试采可燃冰成功”的消息一经公布,一批“可燃冰概念股”迅速得到热炒,引起中油海工等波及到的企业纷纷表示,目前并未开展可燃冰开采业务。国土资源部中国地质调查局副局长李金发预计,2030年以前,中国将实现可燃冰的商业性开采。

    林伯强认为,现在就谈可燃冰的商业前景还为时过早。“真正意义上的储备能源,必须要保证大规模开发,并且要求开采措施安全、环保。从现在的情况看,这几个条件还都不能满足。”

    目前,真正意义上的可燃冰商业开采曾发生在苏联的一处陆地气田上。该气田从1969年开始试采到1990年最终停产,断断续续生产了17年,除此之外,各国对可燃冰开采停留于摸索阶段。

    韩晓平指出,开采可燃冰的技术可以由国家出资支撑,但真正令其商业化,还是要看市场的反应。“可燃冰开采的商业前景取决于油价和气价。如果油价和气价在未来也像现在这样低迷,开发商就没有动力。”他表示,目前可燃冰开采的成本太高,“开采也需要消耗能源,如果未来的技术不能保证开采可燃冰的性价比,就没有必要为了开发而开发。”

    林伯强也提到,当前可燃冰开采领域最重要的还是技术。“我认为国家试采可燃冰的最大意义在于引发了各国的关注。有了各国政府和科学家的关注,更多人参与研发,可燃冰的前景将会逐渐明朗。”

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