可燃冰離商業(yè)性開采 還有多遠(yuǎn)

雖然可燃冰具有無限的發(fā)展前景，但其開采并不容易。目前，相關(guān)國家已經(jīng)在深海和陸地凍土區(qū)成功進(jìn)行了多次可燃冰試采研究，對降壓法、熱解法、二氧化碳置換法等一系列可燃冰開采方法進(jìn)行了初步探索，還在美國、加拿大、日本、中國等國相關(guān)海域或陸上成功鉆取到了可燃冰。但是，這也僅僅能夠證明，現(xiàn)有技術(shù)能從可燃冰礦藏中開采出天然氣，不能說明更多。可以說，當(dāng)前世界各國對可燃冰開采的研究仍然處于探索和起步階段，能夠經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)可燃冰的技術(shù)和方法尚未摸索出來，距離大規(guī)模的商業(yè)性開發(fā)還相差很遠(yuǎn)，產(chǎn)業(yè)化仍有很長的路要走。 一旦可燃冰商業(yè)開發(fā)獲得突破，將對全球能源格局產(chǎn)生巨大影響。一是加速全球能源格局調(diào)整。二是作為傳統(tǒng)化石能源的替代能源，其商業(yè)開發(fā)將對油氣價格和出口國帶來嚴(yán)重沖擊。三是在地緣政治上激化能源陸權(quán)與海權(quán)的博弈。四是加劇領(lǐng)土領(lǐng)海爭端。這都需要我們認(rèn)真研究，科學(xué)應(yīng)對。”

可燃冰是公認(rèn)的地球上尚待開發(fā)的大規(guī)模新型化石能源，是未來全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。全球可燃冰儲量豐富，分布廣泛，主要大國對可燃冰進(jìn)行了研究試采，可燃冰實現(xiàn)商業(yè)開采面臨哪些挑戰(zhàn)，未來可燃冰大規(guī)模開發(fā)對全球能源格局的影響如何呢?

雖然可燃冰具有無限的發(fā)展前景，但其開采并不容易。目前，相關(guān)國家已經(jīng)在深海和陸地凍土區(qū)成功進(jìn)行了多次可燃冰試采研究，對降壓法、熱解法、二氧化碳置換法等一系列可燃冰開采方法進(jìn)行了初步探索，還在美國、加拿大、日本、中國等國相關(guān)海域或陸上成功鉆取到了可燃冰。但是，這也僅僅能夠證明，現(xiàn)有技術(shù)能從可燃冰礦藏中開采出天然氣，不能說明更多?？梢哉f，當(dāng)前世界各國對可燃冰開采的研究仍然處于探索和起步階段，能夠經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)可燃冰的技術(shù)和方法尚未摸索出來，距離大規(guī)模的商業(yè)性開發(fā)還相差很遠(yuǎn)，產(chǎn)業(yè)化仍有很長的路要走?？偨Y(jié)起來，可燃冰商業(yè)開采主要面臨技術(shù)難題、成本劣勢、生態(tài)環(huán)境風(fēng)險三大挑戰(zhàn)。

技術(shù)難題

雖然可燃冰儲量豐富、污染小，但因其是在高壓、低溫條件下形成并存在的，若環(huán)境發(fā)生變化(如失壓或溫度升高)，可燃冰就會迅速分解、揮發(fā)，易造成井噴。因此，如何保證井底穩(wěn)定，保證甲烷不泄漏，防止引發(fā)溫室效應(yīng)，成為可燃冰開采的技術(shù)難點。特別是，相較于深海石油鉆探，海底可燃冰開采的難度要大得多?？扇急竺娣e分布在海底，將甲烷氣體分解出來后，很難在深海將其聚集在一起進(jìn)行收集，而且可燃冰一旦離開海床，就會迅速分解，發(fā)生井噴的風(fēng)險很大。在海底，可燃冰與泥沙混合在一起，也給開采帶來困難。如前所述，在2013年和2017年，日本連續(xù)兩次采取降壓法試采海底可燃冰都沒有達(dá)到預(yù)期效果，原因均在于海底泥沙流入井筒而被迫中途停止試采。

中國在南海試采可燃冰過程中，針對試采區(qū)地質(zhì)條件和可燃冰自身特性帶來的世界級挑戰(zhàn)，以7項工程技術(shù)體系創(chuàng)新解決了技術(shù)難題，奠定了商業(yè)性開發(fā)的基礎(chǔ)。但這只是實現(xiàn)技術(shù)突破的第一步，今后不同的地質(zhì)條件以及礦藏環(huán)境都很有可能帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)，需要不斷地去解決，去進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

成本劣勢

要使可燃冰具有商業(yè)價值，其開采成本必須要降到足夠低的水平。目前，國際上可燃冰的生產(chǎn)成本約為每百萬英熱單位30至50美元，而美國亨利樞紐價格約為6美元;然而當(dāng)前常規(guī)天然氣的成本甚至還不到1元人民幣/立方米，相差極為懸殊。但從長遠(yuǎn)來看，其開采成本將來有望降至0.77元人民幣/立方米，屆時可燃冰將具有可觀的商業(yè)前景。國際能源署(IEA)估計，一旦實施了有效的開發(fā)方式與流程，可燃冰天然氣每百萬英熱單位的生產(chǎn)成本可控制在4.7至8.6美元。

盡管最近取得一些進(jìn)展，但可燃冰的大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)在未來10年至15年內(nèi)仍難以實現(xiàn)。美國地質(zhì)調(diào)查局估計，在2025年左右，有“政治意愿”追求可燃冰的國家才有望實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)。按照中國的規(guī)劃，初步定于2020年實現(xiàn)可燃冰工程性試采，然后再過10年，到2030年實現(xiàn)商業(yè)性開采。要實現(xiàn)這一目標(biāo)其實很不輕松，既需要發(fā)現(xiàn)更多可燃冰可開采儲量，還需要大幅度降低開發(fā)成本，而這只有在勘探理論和開采技術(shù)取得更大的突破后才會變?yōu)榭赡堋?/p>

生態(tài)環(huán)境風(fēng)險

在海底進(jìn)行可燃冰開采，面臨很大的環(huán)境風(fēng)險，這些風(fēng)險包括引起海底地質(zhì)變化、引發(fā)海洋生物死亡、加劇溫室效應(yīng)等諸多方面。

可燃冰必須在低溫、高壓下才能穩(wěn)定結(jié)晶。無論是自然因素還是人為因素引發(fā)的溫度或壓力的變化，都會導(dǎo)致可燃冰分解，進(jìn)而造成海底滑坡、海嘯、海洋生物大面積死亡等一系列環(huán)境災(zāi)害。而可燃冰的勘探開發(fā)是一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)工程，迄今國際上尚無成熟的開采技術(shù)方案。由于可燃冰化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，開采時會釋放出大量甲烷，因此大規(guī)模商業(yè)開采將面臨嚴(yán)峻的環(huán)境問題。如果開采過程中鉆孔密封不好，導(dǎo)致海水大量進(jìn)入，很容易引起大范圍的失穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)而造成甲烷大范圍逸出，甚至?xí)l(fā)海底滑坡等更為嚴(yán)重的后果。此外，可燃冰開采出來后，如果管道密封保護(hù)不好，甲烷氣體也會逸出。

可燃冰的主要成分甲烷是一種強(qiáng)溫室氣體，在大氣中吸收太陽輻射的能力是二氧化碳的25倍。人們在開發(fā)可燃冰的過程中，如果在一些環(huán)節(jié)或技術(shù)上處理不當(dāng)，進(jìn)而導(dǎo)致甲烷氣體發(fā)生大規(guī)模逸出，將使本已不容樂觀的全球溫室效應(yīng)更加雪上加霜，進(jìn)一步加劇全球變暖。當(dāng)前已經(jīng)有一定的證據(jù)表明，過去地球上甲烷氣體的大規(guī)模自然釋放，是導(dǎo)致氣候急劇變化的元兇之一。但也有研究認(rèn)為，可燃冰分解帶來的甲烷大規(guī)模釋放對氣候的影響很小。

海底可燃冰變動帶來的力學(xué)失衡，很容易引發(fā)地質(zhì)方面的自然災(zāi)害。在海底，可燃冰與海洋沉積層共生共存，維持著大陸斜坡地帶的穩(wěn)定狀態(tài)。而可燃冰的開采過程，就是通過改變物理環(huán)境，將固態(tài)的可燃冰分解為氣態(tài)。以降壓法為例，它的原理就是通過將海底的壓力減小，使可燃冰變?yōu)闅怏w。但是，海底的固體可燃冰減少后，原來的力學(xué)平衡被打破，地殼將變得不穩(wěn)定，大陸架斜坡也將變得不穩(wěn)定，這就可能進(jìn)一步引發(fā)海底塌方和海嘯風(fēng)險。因此科學(xué)家擔(dān)心，在海底放置大量可燃冰開采裝備，勢必破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，可能會帶來各種難以預(yù)料的海洋地質(zhì)災(zāi)害。8000年前在北歐造成浩劫的大海嘯，就極有可能是海底可燃冰大幅失穩(wěn)所致。考慮到可燃冰開采可能帶來的嚴(yán)重環(huán)境災(zāi)難，各國在商業(yè)開發(fā)問題上一直小心翼翼，不敢魯莽行事。

更危險的是，“可燃冰噴射假說”(Clathrate Gun Hypothesis)認(rèn)為，萬一可燃冰出現(xiàn)爆炸性的釋放，逸出的甲烷將帶來溫度的上升，這將進(jìn)一步使可燃冰出現(xiàn)松動，引發(fā)連鎖反應(yīng)，最終將會造成令人恐懼的、不可逆轉(zhuǎn)的爆炸過程。甚至有人認(rèn)為，可燃冰爆炸所產(chǎn)生的能量和威力，相當(dāng)于全球核武器爆炸產(chǎn)生的能量的一萬倍，這足以造成包括人類在內(nèi)的地球物種的滅絕。

環(huán)境風(fēng)險控制也是中國可燃冰研究的一大重點。目前，中國在可燃冰開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)研究、海底地質(zhì)災(zāi)害類型和分布、海底工程地質(zhì)特征等方面也取得了階段性成果。針對在南海神狐海域進(jìn)行可燃冰試采可能帶來的環(huán)境問題，中國事先采取了周密措施，沒有產(chǎn)生環(huán)境污染，也未導(dǎo)致任何地質(zhì)災(zāi)害。

綜上所述，如何實現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)的開采，并減少對環(huán)境和生物的不利影響，是擋在可燃冰商業(yè)開采道路上的“攔路虎”。要實現(xiàn)可燃冰的大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)，技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性及安全開采，三者缺一不可。就當(dāng)前來看，一些研究開發(fā)可燃冰的主要國家，正在努力解決上述問題，并已取得初步成效。有專家認(rèn)為，從理論上講，可燃冰開發(fā)引起的環(huán)境等問題是可以破解的，但在找到現(xiàn)實可行的解決辦法之前不應(yīng)輕易冒險。如何既安全又經(jīng)濟(jì)地開發(fā)可燃冰，成為科技界加強(qiáng)創(chuàng)新研究的重要課題。

可燃冰對未來能源格局的潛在影響

一旦可燃冰商業(yè)開發(fā)獲得突破，將對全球能源格局產(chǎn)生巨大影響。

第一，加速全球能源格局調(diào)整。

可燃冰具有其他新能源所無法比擬的一些優(yōu)勢，包括儲量巨大、燃燒熱值更高、更加清潔等。尤其是，它沒有風(fēng)能、太陽能等新能源所面臨的并網(wǎng)難題，原因在于全球天然氣運輸網(wǎng)絡(luò)和儲存設(shè)施已經(jīng)比較完備，可燃冰投入商用后，即可利用現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行儲運。隨著開采工藝的逐步完善，可燃冰將大有作為，一旦投入商用，將引發(fā)一場名副其實的能源革命。

俄羅斯能源部部長亞歷山大·諾瓦克承認(rèn)，目前世界天然氣市場的確出現(xiàn)了一些導(dǎo)致能源平衡發(fā)生革命性變化的因素，而可燃冰開發(fā)將是能夠改變?nèi)蚰茉大w系的下一個因素。盡管迄今為止可燃冰開發(fā)尚無明顯成效，但隨著新技術(shù)的問世，這種燃料完全可以在全球能源市場上引發(fā)一場革命。諾瓦克認(rèn)為，可燃冰開發(fā)技術(shù)頗有前景，其開采成本將比頁巖氣等非常規(guī)天然氣更具競爭力。

如果能夠克服可燃冰開發(fā)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)障礙，中國、日本、印度等未能復(fù)制美國“頁巖革命”的能源進(jìn)口國將具有很大優(yōu)勢。誰率先以成本比較優(yōu)勢實現(xiàn)可燃冰大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，誰就能在大國博弈中占據(jù)戰(zhàn)略主動和優(yōu)勢地位。可燃冰將加速由“頁巖革命”開啟的世界能源市場由賣方市場向買方市場轉(zhuǎn)變的進(jìn)程，傳統(tǒng)能源消費大國有可能轉(zhuǎn)身成為非常規(guī)天然氣開發(fā)大國，并可能實現(xiàn)對外出口，能源生產(chǎn)將更加去中心化、多元化和分散化。

第二，可燃冰作為傳統(tǒng)化石能源的替代能源，其商業(yè)開發(fā)將對油氣價格和出口國帶來嚴(yán)重沖擊。

若美國實現(xiàn)可燃冰大規(guī)模開發(fā)，則在頁巖革命基礎(chǔ)上如虎添翼，提前實現(xiàn)能源自給，還會對歐洲和亞洲出口更多天然氣，降低天然氣消費國對俄羅斯、中亞、中東的依賴。而傳統(tǒng)天然氣出口國為了應(yīng)對非常規(guī)天然氣的競爭，會降價以保護(hù)市場份額，從而使歐洲等天然氣消費國獲得新老天然氣出口國的價格戰(zhàn)紅利。可燃冰的商業(yè)開采不僅會沖擊管道天然氣出口國，還會動LNG、頁巖氣等出口商的“奶酪”，美國、俄羅斯、澳大利亞、卡塔爾等國的LNG項目將受到?jīng)_擊。

俄羅斯媒體驚呼，全球能源市場瞬息萬變，其中“大多數(shù)變化均對以出售常規(guī)天然氣稱雄的俄羅斯不利”。如今，在液化氣工藝和頁巖氣技術(shù)的強(qiáng)烈沖擊下，能源巨頭俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司的地位已大不如前。如果未來十幾年世界開始大規(guī)模商業(yè)化開采頁巖氣和可燃冰，必將大大拉低天然氣價格，給作為俄羅斯主要經(jīng)濟(jì)支柱的能源部門帶來毀滅性打擊。當(dāng)然，這不僅對于俄羅斯，而且對于其他許多常規(guī)天然氣出口國都將形成沖擊。

如果可燃冰最終實現(xiàn)量產(chǎn)并引發(fā)油氣價格下行，將會擴(kuò)大化石能源利用規(guī)模，延長化石能源利用年限，這對太陽能、風(fēng)能等新能源的開發(fā)利用來說是一大利空。因此，未來較長時期，單一能源獨占市場的局面恐怕很難出現(xiàn)，化石能源的主體地位很難被輕易撼動，化石能源與非化石能源將在較長時間內(nèi)共存。

第三，在地緣政治上激化能源陸權(quán)與海權(quán)的博弈。

當(dāng)前，“頁巖革命”已經(jīng)對俄羅斯、中亞、中東等傳統(tǒng)油氣出口國產(chǎn)生沖擊，后者還面臨歐洲天然氣需求下降、俄歐能源基礎(chǔ)設(shè)施投資與建設(shè)式微、中國能源需求增長將放緩等挑戰(zhàn)。如果說頁巖革命體現(xiàn)的是能源陸權(quán)內(nèi)部傳統(tǒng)力量面臨非常規(guī)力量的博弈，那么可燃冰等海上為主的非常規(guī)能源一旦異軍突起，傳統(tǒng)陸權(quán)能源出口國將面臨非常規(guī)陸權(quán)與海權(quán)能源力量的“聯(lián)合圍剿”。

第四，加劇領(lǐng)土領(lǐng)海爭端。

可燃冰的開發(fā)，將使存在領(lǐng)土領(lǐng)海爭議的可燃冰富集區(qū)的爭端更加復(fù)雜化。以中國南海為例，可燃冰的開發(fā)將提升南海的資源稟賦，其地緣重要性將進(jìn)一步提高。周邊國家，特別是南海主權(quán)聲索國和美國，非常關(guān)注中國在南海的可燃冰開發(fā)利用。在可燃冰開發(fā)的刺激下，周邊相關(guān)國家對南海資源的覬覦將更加迫切，域外國家要想介入南海議題，也會更多地從能源開發(fā)衍生出的地緣視角來認(rèn)知南海爭端。

2017年5月，美國《外交政策》雜志刊文稱，中國宣布首次在南海試采可燃冰，對于尋求更多天然氣資源的能源饑渴國家來說，這是一個潛在“爆炸性突破”■ 。