天然氣水合物，又名可燃冰，這個(gè)原本只為專業(yè)人士了解的新能源，隨著煤、石油等化石能源供應(yīng)的日益短缺，近年來為廣大民眾所關(guān)注。我國可燃冰的研究進(jìn)展如何？何時(shí)能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開采？近日，《科學(xué)時(shí)報(bào)》專訪了中科院廣州能源所天然氣水合物研究中心首席科學(xué)家、中科院“百人計(jì)劃”專家李小森。

各國期待：儲(chǔ)量雖大難開采

可燃冰是水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì)，具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點(diǎn)，是公認(rèn)的地球上尚未開發(fā)的規(guī)模巨大的新型能源。

李小森介紹說，可燃冰分布在海底和永久凍土層內(nèi)，資源量巨大，是全球煤炭、石油、天然氣資源總量的兩倍。據(jù)初步估計(jì)，我國僅在南海的可燃冰儲(chǔ)量就相當(dāng)于目前陸上石油、天然氣資源量總數(shù)的二分之一。而從2008年開始，我國在祁連山凍土區(qū)也發(fā)現(xiàn)了可燃冰，加上還有許多地方尚未探測，可見可燃冰的貯量很大。

李小森認(rèn)為，想要經(jīng)濟(jì)、安全地開采可燃冰難度很大，開采可燃冰可能帶來溫室效應(yīng)、海底滑坡以及破壞海洋生態(tài)平衡等巨大負(fù)面影響�，F(xiàn)在各大國家都在加緊研究，以期掌握開發(fā)可燃冰的“鑰匙”，服務(wù)于本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

信心十足：2030年商業(yè)化試采

中科院廣州能源所從上世紀(jì)90年代初即開始進(jìn)行可燃冰的基礎(chǔ)研究，并依托能源所于2003年組建中科院廣州天然氣水合物研究中心，聯(lián)合中科院南海海洋所、廣州地化所等，主要開展天然氣水合物的勘探、開采基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究。李小森介紹說，該中心是我國唯一一所專門進(jìn)行可燃冰開采研究的機(jī)構(gòu)。

自2005年以來，廣州能源所研制開發(fā)出了一系列一維、二維和三維天然氣水合物開采模擬實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)值模擬軟件，并先后進(jìn)行了降壓、注熱、注化學(xué)劑和聯(lián)合開采以及新型開采技術(shù)的研究。

2009年，廣州能源所與研究基礎(chǔ)雄厚的美國勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室合作，開展可燃冰開采潛力的合作研究，對(duì)我國南海海域可燃冰的開采潛力進(jìn)行了預(yù)測和評(píng)價(jià)。

“我們?cè)谀虾：Ｓ蜻M(jìn)行了鉆探取樣，并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，在可燃冰開采的溫度、壓力、飽和度方面取得了一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)可能是最有效的方法。”李小森說。

中科院能源領(lǐng)域戰(zhàn)略研究組編制的《中國至2050年能源科技發(fā)展路線圖》報(bào)告中，我國可燃冰的研究開發(fā)路線圖如此闡述：從2008～2020年，建立針對(duì)中國海域的天然氣水合物成藏、勘探評(píng)價(jià)、開采利用、環(huán)境影響等的基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系；完成其資源調(diào)查、勘探與評(píng)價(jià)工作；開發(fā)氣勘探識(shí)別技術(shù)；定量評(píng)價(jià)氣全球碳循環(huán)和氣候變化中的作用；選擇開采區(qū)域，研究其開采的可行性；開發(fā)出安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的開采技術(shù)；進(jìn)行海上天然氣水合物開采實(shí)驗(yàn)；發(fā)展相關(guān)安全生產(chǎn)工程技術(shù)和災(zāi)難預(yù)警與防治技術(shù)體系。2021～2035年，進(jìn)行海上商業(yè)化試采。2036～2050年，將開展海上大規(guī)模商業(yè)化開采。

對(duì)于2030年左右實(shí)現(xiàn)商業(yè)化試采，李小森信心十足，他說：“開采可燃冰涉及熱能工程、化學(xué)工程、地學(xué)、地球物理、地球化學(xué)、海洋工程、環(huán)境工程等相關(guān)學(xué)科，必須多學(xué)科通力合作。中科院與中海油、地調(diào)局、高校等機(jī)構(gòu)攜手進(jìn)行這項(xiàng)工作，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是很有希望的。”

深感緊迫：日本明年試驗(yàn)開采

目前，除了中國以外，美國、日本、印度等國均通過國家級(jí)研發(fā)計(jì)劃取得了可燃冰樣品，加拿大、俄羅斯、德國、韓國、挪威等國也都在研究可燃冰問題。

受資源短缺的影響，日本一直都很重視對(duì)可燃冰的研究。早在上個(gè)世紀(jì)90年代，日本就著手研究可燃冰，并在2001年制定了一個(gè)為期18年的開發(fā)計(jì)劃。2002年，美國、日本、加拿大等五國合作對(duì)加拿大麥肯齊凍土區(qū)的可燃冰進(jìn)行試驗(yàn)性開發(fā)，日本成為參與最積極、各方面投入最大的一個(gè)國家，并因此獲得了很多重要的參數(shù)。這使日本在可燃冰的研究開發(fā)方面一直處于相對(duì)領(lǐng)先的地位。

據(jù)媒體報(bào)道，今年大地震后引發(fā)的核能危機(jī)，使得日本人對(duì)于可燃冰的開發(fā)更加渴望。他們把目光瞄準(zhǔn)日本東部南海海槽，以此作為主要開采點(diǎn)。按計(jì)劃，2012～2014年甲烷水合物將正式實(shí)施開采。而今年8月份，日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省宣布，明年將在東日本海開展首次近海開采可燃冰試驗(yàn)。

“日本在研究思路上做得很不錯(cuò)，在可燃冰研究和試驗(yàn)方面值得我們借鑒。”李小森說，“相對(duì)于美國和日本，中國的可燃冰研究要滯后五六年，畢竟到2007年，我們才在我國南海北部獲取了可燃冰樣品。這也給了我們緊迫感，我們正在努力。”

來源：《科學(xué)時(shí)報(bào)》