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。国土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。

有观点认为,这将会改变中国的能源结构,推动整个世界能源利用格局的改变。接受第一财经1℃记者采访的业内人士普遍认为,可燃冰试采成功可喜可贺,而要达到大规模商业性开采的程度还有很长的一段路要走。

“到2030年(实现可燃冰商业)开采,技术还有待突破。”曾担任广州海洋地质调查局总工程师的黄永祥对1℃记者表示,“到时候能不能(商业)开采,还取决于当时的(市场)油价和需求,也要考虑开发成本和环境安全的问题。” 广州海洋地质调查局是承担此次可燃冰开采工程的主要科研机构之一。

部分业内人士持有同样观点。其中,一位业内人士向1℃记者表示,深海开采可燃冰,其技术难度并不亚于在太空中进行探索。

“(可燃冰开采)目前还处于研究的阶段。”对可燃冰有研究的国家发改委能源研究所研究员姜克隽对1℃记者说。上述业内人士表示,“虽然中国已经勘探的可燃冰总储量巨大,但是可开采的储量以及可经济性开采的储量却并不确定,而经济性开采的储量才是真正有意义的数字。”

正如党中央、国务院在祝贺可燃冰试采成功的电文中所说,“海域天然气水合物试采成功只是万里长征迈出的关键一步,后续任务依然艰巨繁重。”

中国试采为何能获得成功

从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从中国南海神狐海域水深1266米海底以下203米-277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%。

“开采成果超过预期,现在的目标是按照当时(的预想)来设计的。”黄永祥对1℃记者说,“当时设计的时候,觉得有困难,任务很艰巨。”

“2016年3月,我们正式开始准备可燃冰试开采,当时定下的开钻时间为2017年3月28日。” 中国地质调查局基础部副主任、试采现场指挥部办公室主任邱海峻后来说,“如果不是之前持续拼搏积累下海量的地质数据,就不可能按时完成任务。”

可燃冰,又称天然气水合物,是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名。标准状况下,1体积的天然气水合物大概可以分解为164体积的甲烷气体。据估算,在世界各大洋中天然气水合物总资源量大约相当于全球已知煤、石油和天然气总储量的两倍,被视为“是今后替代石油、煤等传统能源的首选”。

根据试采现场指挥部地质组组长陆敬安介绍,勘探显示,神狐海域有11个矿体、面积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。

神狐海域可燃冰储量还只是中国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。但要想把“这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”,难度超乎想象。

日本曾试图通过可燃冰的商业化来改变本国的能源结构,弥补核电等能源的不足。2013年3月12日,日本在纪念“3·11”福岛核电事故两周年的第二天宣称,日本在世界上首次实现了海底可燃冰的提取试验,并力争在5年之后实现商业化开采。最后的结果是,日本在这一年的海上试采中因出砂等技术问题失败了。2017年4月,日本在同一海域进行第二次试采,结果同上。

所谓出砂,是指在油气水井在生产过程中,由于生产压差过大、砂岩油气层岩石胶结疏松等原因,使地层砂流入井筒,堵塞油气通道,造成油气井停产的现象。

对此,黄永祥表示,“相比日本在试采的时遇到了试验储层有细砂的问题,我们比较幸运。我们的试验储层主要是特别细小的泥质粉砂,很容易被过滤掉,不会堵塞出气管道。”

黄永祥向1℃记者解释说,中国此次没有出现此类现象,原因是当时设计的技术“主要就是对付这种储层的”。根据官方资料,南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型,该类型资源量在世界上占比超过90%,也是中国主要的储集类型。

广州海洋地质调查局官网对外公布的资料称,中国此次试采也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

不少人认为,中国在这方面的技术已经后来居上,甚至比肩美日等国家。从20世纪80年代开始,美国、英国、德国、加拿大、日本、印度、韩国等国家相继投入巨资并制订了天然气水合物勘查和开发的国家计划来进行本土和国际海底天然气水合物的调查研究和评价工作,取得了一系列重大成果进展。

“跟美国等国家比,我们技术怎么样,我目前不清楚。”黄永祥说。时至今日,在可燃冰开采中,较早介入的美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不佳。

环境问题同样关键

黄永祥表示,在对可燃冰的开采过程中,如何确保环境不受到影响极为重要。由于甲烷是比二氧化碳更高效的温室气体,因此天然气水合物的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。业内对此都非常关注。

“把固体转化为气体,再转化为水,然后再打井,按照常规采天然气的方式把它采出来。”2007年,中国石油大学化学工程学院教授陈光进作客网易新闻中心时说,“但假设把水合物分解掉,假设涉及面积很广的话,那么这些气体可能不会按照我们人为设计的通道分解,可能它自己就会溜掉,如果跑到大气层来,它可能就会对气侯环境造成恶劣的影响。” 十年之后他在接受第一财经1℃记者采访时则认为,十年前的很多观点已经过时。

2007年,中国成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。也是在这一年,根据中国石油大学官网, 陈光进被聘为“十一五”863计划海洋技术领域“天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目总体专家。

据陈光进当时介绍,甲烷的温室效应是二氧化碳的24倍,跑到大气层以后,会破坏海洋环境,甲烷进入水体以后,会消耗掉大量的氧气,同时会产生很多二氧化碳,导致海底生物的死掉。而部分泄漏到大气中以后会引起全球温度升高,全球温度升高以后又会导致海水温度升高,海水温度升高又会导致海底水合物的进一步分解,这样会造成一种恶性循环,就会使人类的生存环境造成破坏。

在他看来,“这是一个很严峻的问题,而且水合物可不可开采也是一个值得思考的问题,不能简单下结论说水合物就是一个资源。”“如果人类足够聪明,那么水合物可能会使人类受益,如果人们太冲动,可能它也会给人们带来一些灾难。”

“水合物能不能开采……也是一个科学问题。”他说,“因为现在人们对水合物开采以后可能带来的环境影响有各种各样的推测,这些问题不搞清楚,我个人看,水合物可能也就是一个陷阱。”

时过多年后,陈光进向1℃记者表示,现在距离上次他谈论可燃冰的话题已有十年之久,因此,很多观点已经过时。不过,他没有具体说及哪些观点属于过时的部分。

根据官方资料,此次试采的监测结果显示,试采未对周边大气和海洋环境造成影响,整个过程安全、友好、可控、环保。

2011年6月至2017年3月,南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,同时,发展了一系列国内自主产权的环境评价技术,为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

未来会怎样

陈光进当时在谈及可燃冰的商业开采时说,不能进行商业开采有一个原因是技术问题,因为水合物是一个新的能源,和常规的天然气、石油不一样,到底怎样开采,技术上不成熟。

此外,他当时被主持人问及是不是因为开采可燃冰过程中有可能导致环境受到破坏时回答说,“这只是一个原因”。

至于其他原因,有业内人士表示,可燃冰在深海中是以固体存在的,因此,在深海中开采这种固体需要创造很多条件,这也就意味着其开采成本非常之高。目前只是试验证明可以开采出来,证明技术上的可行性,值得祝贺; 但最需要看开采的成本目前有无竞争力,这是关键。如果仅仅以今天的眼光来看,可燃冰在成本上没有竞争力,只能作为储备技术。

姜克隽向1℃记者表示,就目前来说,开采可燃冰的成本还是很高的。 “很难说看好不看好可燃冰,以前很多人也不看好页岩气,但是现在美国的页岩气就做得很棒。” 他说,关于可燃冰未来的商业开采,在没有拿到详细的数据之前,是很难作出判断的,因为“不知道未来能够做(开采)到多少”。他认为,就目前的情况而言,首先还是要先做好各种研究为主。

根据业内专家统计,美国页岩气技术的革命使得开采天然气的成本骤降,北美的天然气价格较十几年前下降了近80%,目前已经探明的储量也足够使用150年。

姜克隽向1℃记者表示,常规天然气在很长一段时间内足够人类使用。可燃冰要实现商业化,其未来的成本应该做到更低,或者出现页岩气被商业开发的类似背景。

另有专家指出,即使在可燃冰进入商业化阶段后能够规模量产,成本可以持续下降的情况下,仍然会面临来自太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源的竞争。而且可以预见,可燃冰的商业化过程,同样也会像可再生能源商业化过程一样,依赖国家补贴政策,而要真正通过成本优势进入商用和民用市场,还需要很长时间。