有關(guān)天然氣水合物報道與研究文章,可參見早報今年1月推出的“中國能源體系改革系列評論”:《海洋石油再造中國能源獨(dú)立》(1月17日至18日)及《氣體能源戰(zhàn)略推進(jìn)中國能源結(jié)構(gòu)跨越式轉(zhuǎn)變》(1月24日)。
今年5月25日發(fā)布的《第二次中美戰(zhàn)略經(jīng)濟(jì)對話聯(lián)合情況說明》,中美在能源和環(huán)境領(lǐng)域達(dá)成包括清潔煤技術(shù)、煤層氣項目、燃油低硫化及核電合作多項共識,但美國對中方保留了美方最大的新能源秘密———天然氣水合物的研究合作。
誰掌握了天然氣水合物,誰就主導(dǎo)了下一代全球能源———天然氣水合物行將改變中國人的能源信念,改變當(dāng)代中國下一步的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)力水平,改變中華民族的生存方式和生活方式。
下一代世界替代能源的主力角色
天然氣水合物又稱可燃冰,是一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì),類似冰雪,由于天然氣體水含物中含甲烷分子超過99%,因此遇火即可燃燒。
天然氣水合物主要蘊(yùn)藏在深海和陸地凍土地帶,海洋的底部是天然氣水合物礦藏形成的理想場所,它主要分布在深水的特定區(qū)的未固結(jié)沉積層域或是水深100~250米以下的極地陸架海域。
目前已有超過40個國家開展了天然氣水合物研究,世界上一百多個國家已發(fā)現(xiàn)了其存在的實物樣品和存在標(biāo)志,其中海洋78處,永久凍土帶38處,中國發(fā)現(xiàn)的3處為南海北部陸坡、南沙海槽和東海陸坡。目前自然界發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物主要有層狀、針狀晶體、亞等晶軸狀,顏色有琥珀色、淡黃色、白色、暗褐色等等。
中國的東海、南海、包括臺灣附近的深海區(qū)域和青藏高原等陸地凍土地帶都具備大規(guī)模發(fā)現(xiàn)可燃冰的地質(zhì)條件。
目前多國科學(xué)家推算世界海洋中的天然氣水合物換算成甲烷氣體已超過2億立方米,相當(dāng)于世界上目前已探明的煤炭、石油和常規(guī)天然氣的兩倍以上,是世界尚未開發(fā)的已知的最大的接替能源,也是地球上正待開發(fā)的最大化石能源。而且,根據(jù)目前已勘探調(diào)查的結(jié)果,海洋天然氣水合物又是陸地凍土地帶貯藏量的幾十倍。
因此,任何一個世界大國發(fā)展能源、推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型都必須對天然氣水合物有戰(zhàn)略投入,有長期安排。
大國能源科學(xué)實驗和技術(shù)創(chuàng)新的重要戰(zhàn)場
天然氣水合物最早的發(fā)現(xiàn)是實驗室的科學(xué)實驗,而不是傳統(tǒng)能源的野外實證,它表明天然氣水合物的發(fā)現(xiàn)和利用都必須依賴最先進(jìn)的技術(shù)手段和科學(xué)理論,天然氣水合物不會是建基于經(jīng)驗基礎(chǔ)上的產(chǎn)業(yè)。到目前為止氣水合物的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有229年,使用天然氣水合物的概念也已經(jīng)有196年了。
特別是進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后,通過國際合作的大洋鉆探計劃(ODP),美國、加拿大、日本、德國、韓國和印度等單獨(dú)或共同合作在天然氣水合物領(lǐng)域進(jìn)入了大規(guī)模發(fā)現(xiàn)階段,進(jìn)行了工業(yè)化鉆探實驗性開采。
目前天然氣水合物研究的國際領(lǐng)先機(jī)構(gòu)主要包括:俄羅斯科學(xué)院、美國地質(zhì)調(diào)查局、東京大學(xué)、加拿大自然資源理事會、美國海軍,以及中國科學(xué)學(xué)院、國土資源部廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局。
近年天然氣水合物的研究已經(jīng)進(jìn)入了突破階段,國際上有三個公認(rèn)的開發(fā)試驗區(qū),即加拿大馬更些三角洲和美國阿拉斯加北部斜坡的永久凍土區(qū);日本南部海槽;美國的墨西哥灣。
全球性的天然氣水合物商業(yè)利用的競賽已經(jīng)全面開始。美國、日本、加拿大、俄羅斯和德國已經(jīng)成為這個產(chǎn)業(yè)開發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)者。中國鄰近地帶的俄羅斯、日本、韓國、美國、加拿大、印度等國家已經(jīng)成為天然氣水合物開發(fā)的全球中心區(qū)域。喜馬拉雅山、中國的東海、南海的天然氣水合物資源可能會構(gòu)成中國與日、韓、印等潛在爭奪的新戰(zhàn)略資源。
其中,日本已成為天然氣水合物產(chǎn)業(yè)研究最為激進(jìn)的國家。1994年,日本成立了甲烷天然氣水合物開發(fā)促進(jìn)委員會,提出了多項開發(fā)利用天然氣水合物的國家計劃,日本更確立了較美國提前五年至2010年即實現(xiàn)天然氣水合物海域商業(yè)性開發(fā)的具體時間表。
此外,以臺灣地區(qū)“中央地質(zhì)所”原副所長,臺灣成功大學(xué)黃奇瑜教授領(lǐng)導(dǎo)的臺灣調(diào)查組,目前也在臺灣西南海域增積巖體和西部麓山帶發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物。
對于天然氣水合物的研究,中國是一個后來者,而且還是一個實驗性開采比較落后的國家,如若不推行重大的國家行動計劃,將難以在天然氣水合物這個重要的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)立于不敗之地。
推進(jìn)發(fā)展中國天然氣水合物產(chǎn)業(yè)行動
中國天然氣水合物研究的兩大主力機(jī)構(gòu)分別是中科院的專門機(jī)構(gòu)和國土資源部廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局。1998年4月中國正式以六分之一成員國身份加入了國際大洋鉆探計劃。
“十一五規(guī)劃”中寫明:“開展煤層氣、油頁巖、油砂、天然氣水合物等非常規(guī)油氣資源調(diào)查勘探”。天然氣水合物研究列入國家發(fā)展規(guī)劃是一個進(jìn)步,但顯然還沒有提高到國家下一代重要的戰(zhàn)略接替能源地位,對于天然氣水合物的開發(fā)與海底和凍土地帶的穩(wěn)定性、全球大氣變化、化石能源的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的相互作用還需要深刻的反思。
到目前為止中國還沒有一個全面的天然氣水合物產(chǎn)業(yè)的國家級綜合規(guī)劃或產(chǎn)業(yè)計劃,已有的天然氣水合物研究得到了國家專項“863”、“973”及國際合作重點(diǎn)項目計劃、科學(xué)基金項目的支持或資助。但是目前我國天然氣水合物研究在實驗室模擬、基礎(chǔ)理論、調(diào)查評價研究、鉆探技術(shù)和鉆探裝備、實驗區(qū)選擇、工業(yè)化開采和新技術(shù)開發(fā)等多方面與國際水平還有較大差距。有關(guān)部門初步制定的2010-2015年中國實現(xiàn)試驗性開采、2020年實現(xiàn)商業(yè)開采的時間表也還缺乏堅實的推進(jìn)基礎(chǔ),因此官、學(xué)、商結(jié)合制定中國天然氣水合物發(fā)展計劃已經(jīng)迫在眉睫了。
為了保持中國在下一代氣體能源的戰(zhàn)略地位,特建議如下:
1.天然氣水合物的獨(dú)特資源優(yōu)勢將促使中國周邊的主要國家日本、印度、俄羅斯、美國等擁有獨(dú)立供給的新能源,中、美、日、俄、印的能源利益沖突將得到重大調(diào)整。因此建議由中國政府推動設(shè)立中、美、歐、日、俄、印等天然氣水合物國際共同研究計劃,推進(jìn)人類共同認(rèn)識和使用未來能源。
2.誰主導(dǎo)了天然氣水合物,誰就主導(dǎo)了下一代能源。建議由中石油、中石化、中海油、大型電力和礦產(chǎn)企業(yè)與中央政府共同出資50億元設(shè)立國家天然氣水合物研究基金,同時確立中國海洋和陸地可燃冰商業(yè)開發(fā)試驗區(qū)發(fā)展計劃。50億元的本錢可能造就幾十萬億元價值的新興產(chǎn)業(yè)。
3.推進(jìn)中國的各主要能源企業(yè)開展天然氣水合物的商業(yè)研究,加快培養(yǎng)可燃冰的研究人員和建立研究團(tuán)隊,力爭不斷創(chuàng)造國際領(lǐng)先成果。
4.促進(jìn)天然氣水合物研究全面列入國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和科研規(guī)劃。
5.由國家科技部、中國科學(xué)院、國土資源部、國家海洋局共同設(shè)立廣州天然氣水合物年度國際論壇。
6.以中科院和國土資源部現(xiàn)有的天然氣水合物研究機(jī)構(gòu)為主設(shè)立國家專門的天然氣水合物研究機(jī)構(gòu)。
自主創(chuàng)新是中國發(fā)展天然氣水合物的惟一選擇
天然氣水合物的中國商業(yè)行動就是要促使中國的能源體系伴隨著經(jīng)濟(jì)體系的強(qiáng)大而調(diào)整,并且具有最新的體系轉(zhuǎn)型能力和經(jīng)驗,由此成為世界上使用最先進(jìn)、低成本能源體系的創(chuàng)新國家。
發(fā)現(xiàn)新能源是全球化的,選擇好的能源消費(fèi)方式也就是選擇好的民族生存空間,開發(fā)新的能源技術(shù)也就是促進(jìn)一個民族提高生存能力。由于發(fā)達(dá)國家對天然氣水合物的研究視為重要的能源財產(chǎn)秘密而嚴(yán)禁外泄,除應(yīng)最大限度地借鑒世界上先進(jìn)國家的經(jīng)驗外,全面創(chuàng)新就成為中國的惟一選擇。
當(dāng)然,我們也要注意到,由于天然氣水合物的商業(yè)開發(fā)也影響海底和凍土地帶的穩(wěn)定性,過多的甲烷排放也會影響全球的氣候的變化,處理不好會有災(zāi)難性效果,因此天然氣水合物的商業(yè)利用必須以技術(shù)創(chuàng)新達(dá)到極致并且確保全面安全為前提。