能源未來正在尋找新出路 清潔能源替代傳統(tǒng)能源

• 2017年8月18日 ZhouXun來源：中國新能源網(wǎng) 995 63
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在中國，從零排放供電技術(shù)到智慧城市，從新能源汽車到風(fēng)、光、水發(fā)電，清潔能源替代傳統(tǒng)能源的能源革命正悄然上演。

當(dāng)前，世界能源消費(fèi)以化石能源為主，資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化三大問題日益突出，很多國家都在為能源的未來尋找新出路。而在中國，從零排放供電技術(shù)到智慧城市，從新能源汽車到風(fēng)、光、水發(fā)電，清潔能源替代傳統(tǒng)能源的能源革命正悄然上演。

前不久，由國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局組織實(shí)施的南海神狐海域天然氣水合物試采工程全面完成海上作業(yè)，標(biāo)志著我國首次海域天然氣水合物試采工作圓滿結(jié)束。此次試采歷時(shí)整整60天，全面完成了預(yù)期目標(biāo)，創(chuàng)下了產(chǎn)氣時(shí)長和總量的世界紀(jì)錄。

“后石油時(shí)代”的新型能源

按照世界上公認(rèn)的“儲采比”標(biāo)準(zhǔn)(即資源已探明儲量與年開采量的比值)估算，化石能源使用年限石油為41年、天然氣為65年、煤炭為155年。隨著各國工業(yè)和公共事業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源的消耗速度還將進(jìn)一步加快，面臨著被人類“吃光榨盡”的風(fēng)險(xiǎn)。

可燃冰，學(xué)名天然氣水合物，是甲烷和水分子在低溫高壓條件下結(jié)合在一起形成的化合物，燃燒熱值很高，而且清潔無污染，因形似冰塊而得名。

“開發(fā)利用可燃冰將會大大提升我國能源安全保障程度，降低對外依存度，進(jìn)一步優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)?！眹临Y源部地質(zhì)勘查司司長于海峰如是說。

據(jù)介紹，1立方米的可燃冰分解后，可以釋放出約0.8立方米的水和164立方米的天然氣。根據(jù)目前的估算，可燃冰資源量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的2倍。因此，可燃冰被看作是有望取代煤、石油等化石能源的新型能源。

事實(shí)上，早在20世紀(jì)60年代，國際社會就開始對可燃冰進(jìn)行勘探與研究。20世紀(jì)80年代初，美國、日本、印度、德國等紛紛將可燃冰的勘查和開發(fā)利用納入其國家能源發(fā)展規(guī)劃，并編制了詳細(xì)的發(fā)展路線圖。

讓人艷羨的生態(tài)價(jià)值

“如果將來能夠解決潛在的技術(shù)問題，可燃冰將會是傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)升級的一個(gè)成功樣本。它的價(jià)值不僅在能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，對改善生態(tài)環(huán)境也有重大意義。”中國石油大學(xué)教授陳光進(jìn)說。

在他看來，生態(tài)環(huán)境的壓力已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，而進(jìn)行能源生產(chǎn)消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整，尤其是削減燃煤消費(fèi)、大力推進(jìn)清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是解決生態(tài)問題的重要手段。

“可燃冰的生態(tài)價(jià)值讓人艷羨?！敝袊茖W(xué)院力學(xué)研究所研究員魯曉兵表示，之所以開采可燃冰，是因?yàn)樵诋a(chǎn)生同等熱量的情況下，天然氣所產(chǎn)生的二氧化碳排放量僅相當(dāng)于煤炭的40%，且基本不含鉛塵、硫化物以及PM2.5等有害物質(zhì)，因而能顯著減小酸雨形成的概率，從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。

有專家指出，就國內(nèi)情況看，我國的煤炭需求年均增長一直保持高位。時(shí)至今日，中國已成為全球最大的煤炭需求國。但是，隨著全社會環(huán)保意識的增強(qiáng)及國際上對減少碳排放的強(qiáng)烈呼吁，煤炭也將逐漸被天然氣等更加清潔的能源所替代。

“同時(shí)，可燃冰還有較高的安全系數(shù)?！濒敃员f，它的主要成分甲烷是較為安全的燃?xì)庵唬|(zhì)量也比空氣輕，如果發(fā)生泄漏會向上擴(kuò)散，不易積聚形成爆炸性氣體，提高了家庭使用的安全系數(shù)。

后發(fā)先至的“中國速度”

“后發(fā)先至的‘中國速度’。”陳光進(jìn)用這句話概括我國對可燃冰的研究。他說，僅僅用了20多年的時(shí)間，我國對可燃冰的研究就實(shí)現(xiàn)了從“空白”到“領(lǐng)跑”的跨越。

陳光進(jìn)介紹，從1995年起，我國開始對海洋可燃冰展開研究;2002年，國家批準(zhǔn)了天然氣水合物資源調(diào)查與評價(jià)項(xiàng)目;2007年5月，在南海神狐海域?qū)嵤┝耸状毋@探，成功獲取了可燃冰實(shí)物樣本。

“日本、美國、加拿大、韓國、印度等試采的可燃冰均為砂質(zhì)類型，其孔隙條件、穩(wěn)定條件均較好，便于開采?！笨扇急嚥晒こ淌紫茖W(xué)家、北京大學(xué)教授盧海龍接受采訪時(shí)表示，與這些國家相比，我國在南海神狐海域試采可燃冰難度更大。

他介紹，我國開采的是泥質(zhì)粉砂型儲層，具有特低孔隙度、特低滲透率等特點(diǎn)，加上深水區(qū)淺部地層松軟極易垮塌，鉆探風(fēng)險(xiǎn)很高，加大了開采難度。 據(jù)悉，通過這次試采，我國實(shí)現(xiàn)了可燃冰全流程試采核心技術(shù)的重大突破，形成了國際領(lǐng)先的新型試采工藝，很多技術(shù)都超出了石油工業(yè)的防砂極限。尤其是采用的“地層流體抽取試采法”，有效解決了儲層流體控制與可燃冰穩(wěn)定持續(xù)分解等難題。

商業(yè)化開采仍需時(shí)日

“盡管價(jià)值巨大，但目前可燃冰的開采仍然停留在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化開發(fā)仍需時(shí)日?！濒敃员硎?。

研究發(fā)現(xiàn)，可燃冰早已成為海底結(jié)構(gòu)的一部分，海底沉積層內(nèi)的可燃冰對沉積層的穩(wěn)定性有重要作用?！叭绻扇急凰烈忾_采，就有可能破壞海底結(jié)構(gòu)，從而引發(fā)海底滑坡或地震，甚至誘發(fā)海嘯。”魯曉兵說。

除此以外，高昂的成本也是制約商業(yè)化開采的一個(gè)難題。

“新能源取代傳統(tǒng)能源最終靠的是經(jīng)濟(jì)性和競爭力，只有在成本可接受的情況下，才能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化開采。而目前，可燃冰的開采成本比一般的石油、天然氣要高出十幾倍?！濒敃员嬖V記者。

有關(guān)專家指出，海底可燃冰資源大都分布在水深至少數(shù)百米、埋藏深度又在幾百米的沉積層下面，海底的溫度、壓力和海水的腐蝕等因素都影響著可燃冰的開采。特別是目前發(fā)現(xiàn)的儲量豐富、富集度適當(dāng)?shù)暮５卓扇急?，大多分布在大陸架邊緣向深海過渡的地方，給開采設(shè)備的安裝、運(yùn)行及管道鋪設(shè)帶來不少麻煩。

魯曉兵表示，要解決這些問題，還需通過長時(shí)間的工業(yè)實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)，并逐漸找到降低開采成本的方法，確保可燃冰開采的經(jīng)濟(jì)性。

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