可燃冰开采引领新能源时代

2017年5月18日，我国宣布在南海神狐海域成功试采可燃冰，成为世界上首个在海域连续稳定产气的国家。可燃冰又称天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）。它是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样并遇火即可燃烧而俗称“可燃冰”。

可燃冰试采成功可谓能源领域的一场革命！

首先，可燃冰储藏量巨大。其广泛分布于全球大洋海域以及陆地冻土层、极地下层，全球总资源量估算将近2100万亿立方米，相当于已探知和使用过的煤、石油及天然气总资源量的两倍。

其次，可燃冰具有更高的燃烧热值。它是在高压下形成的，其甲烷含量占80%～99.9%。1立方米的可燃冰相当于164立方米的气态天然气，具备了能源密度大的特点。一旦投入商用，将会成为高效能源。

再次，可燃冰是清洁能源。有科学家认为，开采可燃冰会造成大气中甲烷气体的增加而加剧温室效应，且由于前期投入大，一旦不能量产将造成能源资源浪费。但是，从长期来看，可燃冰是清洁能源，不仅可以通过压缩、冷却处理成液化天然气的形式减少运输难度和所占空间；而且在燃烧后，可燃冰仅会产生较少的二氧化碳和水，从这个角度出发它是地道的洁净能源。

最后，可燃冰是可再生能源。尽管这个说法还存在一定争议，但是有科学家认为，可燃冰不是一次性的资源。可燃冰中的天然气来源有两种形式，一种是由微生物分解有机质生成甲烷等气体，类似沼气；另一种是热解成气，由较高温度和较大深度下的有机质热分解而成。全球244个可燃冰样品的分析数据显示，绝大多数海底可燃冰中的天然气以微生物气型为主，混合气型次之，热解气型较少。因此，按照微生物气型的生成方式，可燃冰还是一种可以再生的能源。

我国已探明，在南海海域和青藏高原冻土层含有极其丰富的可燃冰资源，储量处于世界前列，尤其是南海北坡、西沙海槽是可燃冰的富集区。此次我国使用自主研发的“蓝鲸一号”海上钻井平台，采用减压法试采取得成功。这一方法相对化学药剂激发法等方法，可以减少对环境的污染，处于世界领先水平。但是，这种方法也具有高成本和生产周期长的特点。因此，我国需要抓住时机，利用当前技术领先优势，继续加大研发、攻坚克难，从提升开采工艺到壮大配套装备，在可燃冰开采、运输、储藏和使用的全流程同时下手，还要在降低开采成本上争取突破，尽快实现可燃冰的商业化、规模化生产和利用。

与此同时，可燃冰的特殊形态及其储存位置，决定了在开采与使用这一能源的过程中需要注意一些问题。首先，最重要的是安全问题。在海底开采可燃冰仿佛在豆腐上放铁块，尤其是在神狐海域这样的陡坡上开采更是要谨防引起海床的崩塌和滑移。我国南海的可燃冰多为水合物泥质粉砂型储层类型，开采难度更大。因此，可燃冰开采过程需要谨慎，并做好安全防护工作，防止引发海啸、海底滑坡等次生地质灾害。可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷是比二氧化碳危害更大的温室气体，一旦操作不慎将造成气体大量泄漏，加剧温室效应。更危险的是，“可燃冰喷射假说”认为，一旦触发可燃冰爆炸性的释放，由于溢出的甲烷会导致温度升高并搅动可燃冰，将会造成不可逆的爆炸过程。甚至有人认为，可燃冰爆炸威力是目前全球可用核武器爆炸的1万倍，这一状况很可能造成人类毁灭和物种灭绝。因此，如何实现规模化的安全开采，减少乃至避免环境污染，减少对开采海域及生物的影响，是探索可燃冰规模化生产和使用路上的一只“拦路虎”。(www.xing528.com)

此外，就是外交问题。此次试采成功的神狐海域位于我国大陆架延伸的陡坡位置。虽然它位于我国专属经济区没有主权纷争，但是，随着中国南海资源探索脚步的加快，不排除有更多区域发现可燃冰。因此，我国需要提前布局，做好相应的外交工作与危机管理预案，以便更好地保护我国的利益不受侵害。

以可燃冰为起点，我个人对未来能源进行大胆的预测。

第一，可燃冰将会是一次重要的能源革命，也可能带来真正意义上的第三次工业革命！如前所述，与其他新能源相比，可燃冰蕴藏量大、燃烧热值高、清洁度好。更重要的是，目前全球天然气的运输网络和储存设施已经基本具备，一旦可燃冰投入商用，可以利用现有网络进行储运，同时可避免当今风能、太阳能等新能源面临的并网难题。所以，可燃冰一旦投入商用，将是一场名副其实的能源革命！依据杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）的观点，迄今为止，人类已经经历了两次工业革命，第一次是煤炭取代木炭；第二次是石油取代煤炭。杰里米·里夫金在其著作《第三次工业革命》中谈及，第三次工业革命是将互联网技术与可再生能源相结合的能源互联网。在讨论可再生能源时，他提到了光伏等新能源，却忽视了可燃冰巨大的利用潜力及其价值。而我认为，随着开采工艺的完善，可燃冰将大有作为。虽然不少人倾向于认为核聚变将是人类的终极能源，但这并不影响可燃冰在核聚变商业化之前，相对于传统石化能源的革命性作用与影响力。毕竟，人类的进步是渐进式和阶梯式的。能源的开发和发展也是如此。

第二，虽然可燃冰潜力无限，但其实现商业化、规模化可能还需要较长时期。依据比较乐观的预测，我国最早可能会在2030年实现商业化。但是，对于可燃冰这一新能源，我们应该稳立潮头，同时不失谨慎，让这场革命步履坚定，而不是徒有其名。

第三，可燃冰开发的经济性较强，同时作为传统化石能源的替代能源，其量产还会对传统的油气价格带来冲击。俄罗斯媒体预测，中国对可燃冰的成功开采，将令国际油气价格“崩溃”。可燃冰的量产，以及油气价格可能出现的下行，无疑将延长化石能源的使用年限，并扩大其使用规模。在可预见的将来，单一能源独占市场的局面难以出现，化石能源的主体地位仍然不可替代，化石能源与非化石能源将在较长时间内共荣共生。

[1]本文于2017年5月23日发表在《能源》杂志上。