能源饥渴逼新能源开发加速 日本抢先钻探海底可燃冰

发布日期: 2012-02-17

  日本14日启动可燃冰钻探试验作业,并将在全球各国中率先进行可燃冰的海底生产。

  现在是试钻探 一年后试生产

  日本独立行政法人“石油天然气和金属矿物资源机构”(JOGMEC)14日称,当天启动最新型能源——甲烷水合物(俗称可燃冰)的钻探试验作业。

  此次作业是为了预定于明年1月至3月实施的生产试验做前期准备。如果该试验获得成功,将是全球首次实现可燃冰的海底生产。

  承担本次钻探作业的是JOGMEC所属的深海探测船“地球号”。作业区域位于日本爱知县渥美半岛以南70~80公里海域。

  按照计划,钻探工作中使用顶端装有人造金刚石的超高强度钻头,从水深约1000米的海底向下钻探约260米,触到蕴藏可燃冰的地层后再设置4个钻井。其中一个用于可燃冰的实际生产试验,其余钻井用于观测生产前后周围环境及温度的变化情况。

  首日不顺 “预示前途多坎坷”

  但原定14日上午7时至9时启动的钻探作业最后被推迟到了15日。

  JOGMEC方面解释说,由于14日早晨下起了雨,导致连上钻头后投至海底的管子因被淋湿而容易打滑,因此作业耗时较长。对器材的确认工作也因操作不熟练而比预想的花费了更多时间。

  JOGMEC公关部门负责人对推迟启动一事表示:“这是谨慎操作的结果,在设想范围之内。没有影响计划”。他强调,这不会对整体作业进程产生太大影响。

  日本共同社报道称,虽然JOGMEC在陆地上成功生产了可燃冰,但海上作业却有可能因地震和天气长期不佳而无法按计划推进。“这一开局对于计划明年年初实施的全球首个海洋生产试验和力争2018年度实现可燃冰商业化开采而言,似乎预示着前途多坎坷”。

  理想能源 可供全球用千年

  甲烷水合物是天然气甲烷的水合物。甲烷在被水分子包围状态下,在高压、低温条件下形成固体冰状结晶物,因为点火就可燃烧,因而被形象地称为可燃冰。

  可燃冰能量密度非常高,达到煤的10倍,每立方米可释放出160~180立方米的天然气,而且燃烧后不产生任何残渣和废气。

  可燃冰主要分布在海底和永久冻土层内,储量巨大,大约相当于全球已探明石油、煤炭和天然气总量的两倍,能满足人类使用上千年,因此被认为是替代传统能源的未来首选新型能源。

  技术难度大 环保要求高

  虽然可燃冰全球储量巨大,但要经济、安全地开采难度很大,因为开采可燃冰可能带来温室效应、海底滑坡以及破坏海洋生态平衡等各方面的负面影响。

  目前可燃冰的开发存在着三大关键技术瓶颈。

  第一是还未完全掌握探测可燃冰储层情况的技术方法,难以进行开发生产设计。

  第二是经济运输问题。由于海底可燃冰开发可能需要铺设很长的管道,而管道在冰冷的深海中容易堵塞,由此将产生种种技术和成本问题。

  第三是最为关键的环境问题。可燃冰虽有“清洁能源”之称,但一旦泄漏依然可能引发不可逆转的环境灾难。因此,可燃冰要真正成为替代能源,关键还在于能否进行安全开采。这也是各国一再推迟开采时间表的重要原因。

  下手早 投入大 水平高

  纵观全世界,既有迫切需要,又有急切愿望,还有超高技术来寻求替代石油、天然气等传统能源的国家,非日本莫属。

  受资源短缺的影响,日本一直重视对可燃冰的研究。早在上个世纪90年代,日本就着手研究可燃冰。

  曾有日本科学家估算,从四国到静冈的东部南海海槽以及北海道周边海底,可燃冰含量极其丰富。日本周边海域的可燃冰总含量可能达到7.4万亿立方米,相当于日本全国100年的天然气消耗量。

  日本经济产业省2001年7月发布过一个为期18年的“可燃冰开发计划”。在政府的大力支持下,JOGMEC等机构和企业积极开发海底发掘、生产利用可燃冰的相关技术。

  2002年,美国、日本、加拿大等5国合作,试验性开发加拿大麦肯齐冻土区的可燃冰。日本是其中参与最积极、各方面投入最大的国家,并因此获得了丰富的相关重要参数。这使日本在可燃冰的研究开发方面一直处于相对领先的地位。

  2011年的“3·11”特大地震引发了全球25年来最为严重的核事故,随即引发日本国内社会对核能利用的强大抵制。这也促使日本对于可燃冰新能源的开发更加渴望、更加迫切。

  已步入开发计划第二阶段

  日本长达18年的可燃冰开发计划分为三个阶段。

  从2001年到2008年,是该计划的第一阶段,主要对可燃冰的探测技术、分解生成、生产技术及环境影响评估等进行基础研究。

  该阶段取得了一系列的具体成果,包括确认在日本东部从静冈县至和歌山县南海海域盆地发现了具有开发价值的高浓度可燃冰聚集带。根据调查结果,该海域存在的可燃冰相当于日本全国年度天然气消费量的13.5倍。

  这一阶段的成果还包括:确立了利用探查地震的方法来测定可燃冰存在的手段;开始利用数学概率计算该海域的可燃冰原始储藏量;开发出日本独创的从可燃冰层生产甲烷气体的预测模拟系统。通过大量的实验和科学数据,证实了“减压法”是有效的发掘可燃冰的生产手段。

  从2009年至2015年,是第二阶段,其中最主要的活动是在日本周边海域进行两次生产试验。

  此阶段的具体目标包括:通过生产试验对技术进行验证,并对今后的商业生产提出技术课题;掌握日本周边海域的可燃冰储藏具体状况;总结出进行环境评测的手段;从安全角度和经济角度对可燃冰的开发可能性进行总结。

  预计钻探和生产试验的费用将达到170亿日元(约合2.2亿美元)。日本政府在2011财年预算中已为此计划拨款89亿日元(约合1.15亿美元)。

  2016年至2018年是第三阶段,主要是基于前两个阶段的研究和试验结果,对可燃冰的商业生产价值、开采效益和环境影响做出最终的综合评价。如果钻探和生产试验获得了成功,日本有望从2018年开始对可燃冰实现商业开采。(记者 裴军)

  信息来源:人民网

相关链接