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张洪涛：陆域冻土带发现“可燃冰”意义不亚于发现大庆油田 |
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［科学时报 李晓明报道］近日，我国天然气水合物（俗称“可燃冰”）勘察又获重大突破。继南海海域之后，我国在青藏高原永久冻土带再次获得天然气水合物实物样品。中国地质调查局专家粗略估算，我国冻土区天然气水合物远景资源量至少有350亿吨油当量。
“我国陆域冻土带‘可燃冰’的发现，其意义绝不亚于发现大庆油田。”国务院参事、国土资源部总工程师、中国地质调查局副局长张洪涛日前在接受记者采访时如此评价其意义。
这种尚未开发的新兴能源或将成为未来世界能源格局的主导角色。其特点是储量巨大，埋藏比较浅，能量密度高，分布范围非常广。目前，世界上公认天然气水合物的有机碳含量是世界上已经发现的化石燃料的两倍，占地球全部有机碳总量的一半以上。
在全球能源竞争日趋激烈的格局下，天然气水合物的勘察开发已经成为各国竞相攻关的战略制高点。张洪涛呼吁，应尽快在国家战略层面规划天然气水合物勘察开发工作。
十余年追踪，我国实现天然气水合物勘察重大突破
天然气水合物最早发现于英国化学家的实验室里，迄今已有231年历史，天然气水合物概念的确立至今已有198年，然而直到最近40年，才真正形成研究、开发的强劲态势。
1969年，在西伯利亚一口1400米深的勘探井中，苏联在天然气开发过程中偶然发现了世界上第一个天然气水合物气田——麦索亚哈气田。
20世纪80年代，各国天然气水合物的勘探、研究和开发步伐明显加快。美、日、俄、加、英、德等国相继投入巨资进行广泛而深入的系统调查和研究，截至2005年，世界各国已确认超过220个天然气水合物成矿区，一些国家进而确定了商业性开发利用的时间表。
据张洪涛介绍，我国天然气水合物研究工作起步较晚，1996年开始从情报搜集、预研究阶段进入实质研究阶段。这一年，原地矿部首次设立了两个研究项目，一个是“西太平洋天然气水合物找矿前景与方法调研”，一个是“中国海域天然气水合物勘测研究”，首次把勘察目的地明确指向我国南海和东海海域。
1998年，新成立的国土资源部进一步把天然气水合物勘探目标锁定在南海北部陆坡。与此同时，国家“863”计划支持了海底天然气水合物资源勘察的关键技术的前沿研究。
1999年，南海首次发现了天然气水合物存在的各项重要标志，初步确认了天然气水合物的存在。
2002年起，由中国地质调查局主持的国家专项，集结了国内优势科研力量，开展了中国海域天然气水合物调查。2007年5月1日，喜讯传来。前后历时9年，累计投入5亿元，中国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品，从而成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。
紧接着，在2009年9月25日，我国天然气水合物勘察再下一城。中国地质调查局下属矿产资源研究所在青藏高原永久冻土带获得实物样品，由此成为世界上首次在中低纬度地区发现天然气水合物的国家。
消息传来，立刻成为中外媒体关注的焦点。但在高兴之余，张洪涛也冷静指出，我国天然气水合物勘察研究与发达国家相比依然存在5～7年的差距，“主要是我们的国家计划启动较晚”。
取得实物样品，只不过是天然气水合物勘察开发“万里长征第一步”，张洪涛表示，在后续的资源勘察评价和商业性开发研究方面，亟须国家从战略层面高度重视，及早制定相关规划，给予大力支持。
未来世界能源格局的大变数
美国政府顾问迈克尔·马克斯曾预言：“天然气水合物将可能改变现在的地缘政治模式，美国、日本、印度等国家可能实现能源自给，这一事件强烈影响着国际事务及对外政策。现存的世界能源贸易将彻底改变。”
谁掌握了天然气水合物，谁就主导了下一代全球能源。类似这样的判断得到了广泛的认同，张洪涛表示，这让每位从事天然气水合物研究的科学家都有“非常强烈的紧迫感”。
当前，世界各国在天然气水合物勘探开发领域已经形成竞争态势。据张洪涛介绍，目前在东太平洋和西太平洋上，德国的勘探研究最好。美国能源部的勘探船正寻求从墨西哥湾取得突破。日本投入巨资，于2002年在南海海槽区域取样成功。印度从2001年到2005年投入5600万美元，对印度洋进行勘探，成功获得实物样品。韩国于2005年启动十年计划，在中国南海获得实物样品的一个月后也成功取得样品，并且雄心勃勃地提出在2015年要进入商业性市场。
记者在采访中了解到，当前世界各国的天然气水合物勘探开发研究大多仍处于保密状态，仅能通过公开渠道了解到有限的信息。但是不少国家已经提出商业开发的时间表，据称，美国有望在2015年前后实现天然气水合物的商业生产，而日本、印度在2016年前后列入计划。
但据记者了解，尽管开展天然气水合物资源调查勘探已经列入国家“十一五”规划，并相继得到“863”计划、“973”计划国家专项及国际合作重点项目计划、科学基金项目的支持或资助，但迄今为止尚缺乏国家层面的天然气水合物开发利用的战略规划和产业发展推进计划。
另据有关报告，世界上大约90%的海域和20.7%的陆地具有天然气水合物形成的有利条件，现有调查情况表明，天然气水合物的矿藏面积占整个海洋面积的30%以上。尽管我国天然气水合物资源绝对量较大，但占全球的比例不到1%，而面积与中国相当的美国，其天然气水合物资源量占全球的比例达到30%左右。中国的天然气水合物资源量相对较少，既与地质工作程度低有关，也与有利于成矿的大陆坡与大陆隆面积较小等原因有关。因此，中国能源发展战略中应及早明确实施天然气水合物勘探“走出去”战略。
据张洪涛透露，我国在海域、陆域相继成功获得天然气水合物实物样品之后，已经解决“有没有”的问题，现有的资源量估算仅仅是依据一定的地质工作计算公式计算出来的参考数字，具体的储量数字有赖于未来10年进一步探明，解决“有多少”的问题。
据了解，有关部门已向国家提交天然气水合物勘探开发的新的10年计划，开展资源普查和开发研究，力争摸清家底，为未来的工业化开采奠定基础。
由于开发利用难度极大，涉及学科领域太广，对于媒体十分关注的中国商业化开发时间表问题，张洪涛谨慎表示，如果新的10年计划获准实施，在一切顺利的情况下，中国有望在10～15年内实现商业性试采，在成本核算、环境安全评估有利的前提下，再过5年有望正式进入商业性开发。他同时呼吁国家应从战略高度重视和推进这项工作，“有时候，思想解放也是生产力”。
自主创新是开发利用的唯一选择
天然气水合物资源的开发利用并非坦途，记者在采访中了解到，实现商业性开发还需解决诸多理论和技术难题。
张洪涛表示，由于涉及多门学科知识，迄今对全球确切的资源量尚未真正搞清楚，各种估算结果存在较大差异，同时对其成藏理论、分布规律、勘探开发技术和资源评价等方面都有待提高。
据了解，目前天然气水合物开发的各种思路，均需要人为打破其存在的低温、高压的环境条件，造成其分解，然后采集至地面。与传统的煤炭、石油和天然气等化石能源的开采相比，最大的不同是天然气水合物在开采过程中会发生由固态到气态的变化，技术难度更大。
张洪涛介绍说，开采1立方米天然气水合物，将释放164立方米甲烷，造成巨大的压力空缺。开采不当会造成灾难性的后果。“因此，开采之前必须评估它的环保安全性，一定要确保人类生存环境安全，才可以考虑利用这种能源。这是我们一个基本的理念。”张洪涛说。
据介绍，天然气水合物开采过程中的最大难题是防止因瞬间压力释放引发滑塌等地质灾害，同时要防止其所含甲烷释放加剧全球“温室效应”。以海底天然气水合物开发为例，涉及到钻探技术、钻探设备、海水气化、海底运输、水下电缆保护、海底生物保护等多个难题。
目前已经提出的天然气水合物开采方法主要有热解法、减压法、化学试剂法、二氧化碳置换开采法和固体开采法等，从技术角度上看，天然气水合物开采已具有可行性，但也有学者指出，全球迄今仍然没有实现真正经济实用的开采方法。因此，如何对现有的开采方案进行筛选和组合或者开发新的技术，寻找较为理想的开采方法将是一个非常重要而艰巨的任务。
张洪涛表示，在天然气水合物勘探开发方面，除了最大限度加强与世界各国在理论、技术方法等方面的交流，在分享国际经验的同时，更要立足全面创新、自主开发，进一步提高民族生存能力，保持中国在未来能源格局中的战略地位。
