中国可燃冰研究开发已落后日本十余年。 图片来源：news.csg.cn
■本报记者 贺春禄
日本经济产业省近日对外宣布，该国在爱知三重县外海已成功从海底可燃冰层试验开采提取甲烷气体，成为全球首个掌握海底可燃冰开采技术的国家。日本媒体NetIB News拟文指出，此次试验开采成功可以“打开日本成为资源丰富国家的大门”。
然而，对于亟待摆脱高耗煤以及能源对外依存度的中国而言，日本可燃冰试验开采成功不仅为我们提供了借鉴，同时也给中国可燃冰勘探开发拉响了“警报”。中科院广州能源研究所副所长、中科院广州天然气水合物研究中心常务副主任吴能友告诉《中国科学报》记者，对可燃冰在新能源中的重要地位应当予以足够重视，一旦被日本等领先国家将差距拉开，或将对今后的能源格局造成深刻影响。
意义深远
可燃冰赋存于陆地多年冻土区和水深大于400米的海底及其以下沉积层中，其中海底的可燃冰占99%。吴能友在接受《中国科学报》记者采访时表示：“此次日本的成功证实开采海底可燃冰是完全可行的。目前，无论是陆地还是海底，日本的可燃冰开采技术均处于全球第一。”
形成可燃冰的主要气体为甲烷。在常温常压条件下，可燃冰能够分解为甲烷和水，1立方米的可燃冰通常可释放出164~180立方米的天然气。据估算，世界上可燃冰所含的有机碳总量相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍。
作为清洁、高效的非常规天然气资源之一，从20世纪80年代开始，日本、俄罗斯、美国、加拿大等就已陆续开始对陆地和海洋可燃冰进行勘探。
2002年加拿大、日本等国曾联合在加拿大Malik地区对可燃冰进行试开采，5天时间内首次在冻土带含水合物沉积层中通过注热法产出470立方米天然气。2007~2008年，加拿大和日本再度联手，在麦肯齐三角洲多年冻土区对可燃冰进行再次试验开采，5天时间开采天然气13000立方米，日产2000~4000立方米。
纵观全球，美国近年来不景气的经济致使政府削减了对可燃冰研发的经费投入，而日本政府却始终坚持着巨大的研发投入，这与其本土能源匮乏以及福岛核事故后核能发展受阻息息相关。
中投顾问能源行业研究员任浩宁对《中国科学报》记者说：“日本的成功给其他国家和企业提供了重要的借鉴意义。”
据长期从事可燃冰研究的吴能友介绍，日本此次使用了深海钻探船“地球号”，开采地点水深约为1180米、海底以下260米，试验区包括1个开采井和3个监测井，可燃冰储量能满足日本全国14年的能源消费。
远落后于日本
记者从当地《日本经济新闻》的报道中获悉，接下来的两个星期内可燃冰的生产试验还将继续，并会探索今后商业化所需的技术和将要应对的挑战。
据记者了解，日本2001年制定了“21世纪可燃冰研究开发计划”，原定商业化开采时间为2015年。不过，据日本多家媒体报道，日本政府已将实现海底可燃冰商业化开采推迟至2018年。
但吴能友认为，海底可燃冰商业化开采除了需要解决技术和环境影响两个难题外，其经济效益还需要在更长的时间和更大的规模上进行检验。日本最终实现可燃冰商业化开采的时间可能还会推后，应当是在2020年以后。“从目前所了解的情况分析，日本对此次试验开采技术颇有些语焉不详，可能面临的问题很多，有待于更详细的分析评价。”
任浩宁也认为，可燃冰处于深海区域，比普通开采石油天然气难度要大，日本要实现海底可燃冰商业化开采将比预期的时间更长。
“预计全球陆地大规模可燃冰开采应该在2020年，到2030年大面积的海底可燃冰开采将成为现实。显然，日本会比这个时间早。”吴能友说。
目前，除了技术尚未成熟以及开采费用高昂外，可燃冰开采的安全性也成为业内争议的焦点。
据了解，可燃冰分解产生的甲烷是一种环境效应比二氧化碳高20多倍的温室气体，而且海底可燃冰开采还有可能造成滑坡等地质灾害。
面对这些担忧，吴能友认为，随着科学技术的发展，这些问题都将得到最终解决。“可燃冰今后作为清洁能源逐步替代传统化石能源是毋庸置疑的。”
任浩宁也认为：“可燃冰替代化石能源的可能性是绝对存在的，其储量高，燃烧热值也高。目前可燃冰开采所处的情况相当于100年前的海洋石油天然气。”
不过，在当前中国大气污染日趋严重、以煤炭为主的能源结构亟待转型时，清洁高效的可燃冰研究开发却落后日本十余年的时间——吴能友甚至认为，仅相当于日本21世纪初的水平。
早在1990年，我国已开始关注国外可燃冰勘探开发的研究进展，2002年正式启动南海北部海底可燃冰资源调查，但那时的日本已经开始与加拿大合作进行陆地可燃冰试验开采。
在吴能友看来，较之美国阿拉斯加和加拿大麦肯齐三角洲多年冻土区具有的得天独厚的可燃冰先天条件，中国陆地青藏高原多年冻土区的可燃冰开采潜力有待进行更为详细的调查评价，“南海北部蕴藏着丰富的可燃冰资源，这才是我们开采的目标”。
警惕差距拉大
应当说，目前我国政府对于可燃冰的研发投入并不“吝啬”，已经是除日本之外全球投入最多的国家，可谓“大手笔”。
那么，为何中国可燃冰勘探开发却仍然进展缓慢？
据《中国科学报》记者了解，国内研究机构分属不同的部门，机构之间各自为政，缺乏统一组织协调，资料也不能有效共享，造成重复建设和巨大的资源浪费。
此外，在目前国内研究人员并不多的情况下，我国可燃冰研究开发的国际合作程度偏低，很难与国际先进水平接轨。多年来，中国仅在2004年与德国开展过可燃冰项目的合作研究。为此，吴能友建议，我们应该借鉴日本的经验，整合国内优势力量，主攻南海北部的可燃冰勘探开发，并且加强国际合作，适当引进国际研究力量和技术。
同时，任浩宁还指出，由于国家在能源结构调整中已给出方向，即未来将以天然气与煤层气替代燃煤，“可燃冰并不被重视，企业对此的投入更是少得可怜”。
当前，可燃冰的勘探开采更多的仍是一种社会效益而非经济效益，企业前期投入很难获得回报，从而导致能源企业并没有将可燃冰置于极为重要的位置。
吴能友强调，如果企业不加大对可燃冰开采的投入，中国与日本的差距还会继续拉大。“我建议，在政府投入勘探资金确定某区域有开采潜力后，试验开采所需的部分资金应该由企业投入，日本走的就是这条路。”
“国企必须承担一定的社会责任，国企实力较强，各方面优势也很明显，应当加大对可燃冰开采的投入。”任浩宁也对此表示认可。
吴能友向记者透露，今年我国将在南海北部进行可燃冰钻探评价，如果储量较高且满足开采条件，未来还将进行进一步开采试验。
“不过目前我们的研究大多还是停留在开采方法、技术、工艺和方案的实验模拟和数值模拟研究，还需要研发一系列开采装备，更为重要的是急需进行一次海底可燃冰开采试验，在这方面日本已远远走在我们前面。”吴能友说。
任浩宁也指出，应当对海底可燃冰开采技术等海工装备进行积极研发，掌握设备的核心技术。
《中国科学报》 (2013-03-27 第7版 生物)
