可燃冰難解日本能源之困

　　日前，能源緊缺的日本成功從近海海底蘊(yùn)藏的可燃冰中分離出了甲烷氣體，這是全球首次通過在海底分解可燃冰取得天然氣，但可燃冰能為日本帶來可觀的經(jīng)濟(jì)和能源效益嗎?抑或是像頁巖氣一樣引領(lǐng)新一輪風(fēng)潮?

　　雖然這一舉措標(biāo)志著日本可燃冰開采技術(shù)前進(jìn)了一大步，但目前產(chǎn)業(yè)對(duì)于可燃冰的發(fā)展?jié)摿�和影響仍不確定。不過，在福島核事故兩年后，日本果斷地開展可燃冰開采測(cè)試，充分體現(xiàn)出該國對(duì)能源供應(yīng)安全的渴求，力圖將可燃冰打造成提振能源經(jīng)濟(jì)的“國家產(chǎn)物”。

　　全球范圍內(nèi)，海底可燃冰分布范圍約4000萬平方公里，占海洋總面積的10%，每1立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。對(duì)日本而言，其近�？扇急鶅�(chǔ)量能夠滿足該國未來100年的天然氣需求，正在進(jìn)行測(cè)試工作的日本石油天然氣和金屬國家公司(JOGMEC)更指出，日本東南海海槽附近擁有足夠天然氣，可滿足日本未來11年消費(fèi)。

　　“當(dāng)你見到參與測(cè)試項(xiàng)目的日本科研人員時(shí)，一種莫名的國家緊迫感牢牢抓住了你的心，發(fā)展國內(nèi)碳?xì)淙剂系臎Q心在他們身上有著最直觀的體現(xiàn)。”美國地質(zhì)調(diào)查局油氣評(píng)估項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人卡洛琳·拉佩爾表示，她把此次測(cè)試稱為“具有重要意義的里程碑”。

　　JOGMEC預(yù)計(jì)2019年可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化提取甲烷氣體，但無法確定能否在確保環(huán)境安全的情況下大規(guī)模開發(fā)。“沒有人可以證明儲(chǔ)量豐富的可燃冰是具有經(jīng)濟(jì)可行性的能源，該產(chǎn)業(yè)目前還處在研究和初始開發(fā)階段。”拉佩爾說。

　　對(duì)于美國發(fā)起的頁巖氣革命，日本既羨慕又欽佩，所以大規(guī)模開發(fā)可燃冰成了該國能源自給的新希望，然而，這一希望可能不會(huì)在近些年實(shí)現(xiàn)。與頁巖氣相比，全球在可燃冰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度非常小，研究資料少之又少，財(cái)大氣粗、技術(shù)實(shí)力雄厚的美國能夠通過頁巖氣實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立，經(jīng)濟(jì)增速放緩的日本卻難以憑可燃冰獨(dú)樹一幟。

　　首先，值得關(guān)注的是，開采可燃冰會(huì)造成地質(zhì)變化，甚至可能引起海岸斜坡滑動(dòng)。在正常狀況下，1單位體積的天然氣水合物最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體，如果這些氣體瞬間消失，將會(huì)帶來海床的坍塌、泥石流和滑坡，而人類對(duì)于如何處理這些狀況目前沒有一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

　　因此，日本要想大規(guī)模開采可燃冰，必須對(duì)鉆井周圍環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和整體分析。更重要的是，甲烷是一種強(qiáng)效的溫室氣體，以單位分子數(shù)而言，甲烷制造的溫室效應(yīng)要比二氧化碳強(qiáng)上25倍。溫室氣體的增加對(duì)氣候和生態(tài)系統(tǒng)的影響是一個(gè)更為復(fù)雜的問題。

　　其次，可燃冰是甲烷氣體和水分子形成的籠狀結(jié)晶，這種外面看起來像冰的物質(zhì)是在高壓低溫條件下形成的，通常存在于大陸架海底地層及地球兩極的永久凍結(jié)帶，需要非常高的技術(shù)。目前，可燃冰開采技術(shù)有3種技術(shù)，分別是熱解法、減壓法和注入化學(xué)試劑法。

　　日本采用的是減壓法，減壓法開采率較高，但開采技術(shù)有待完善，日前日本宣布由于設(shè)備出現(xiàn)故障，開采作業(yè)被迫中斷，如此看來，理論上可行的減壓法，在實(shí)際應(yīng)用上存在很大難度和挑戰(zhàn)。專家指出，一旦可燃冰的儲(chǔ)存環(huán)境被擾亂，很容易在瞬間變成液態(tài)或氣態(tài)，同時(shí)可燃冰中的二氧化碳成分極易與海水反應(yīng)形成碳酸鹽，碳酸鹽非常堅(jiān)硬，鉆頭根本進(jìn)不去，所以開采深�？扇急鶎�(duì)裝備要求非常高。

　　最后，日本是個(gè)島國，海嘯和地震時(shí)有發(fā)生，這些不可控因素會(huì)減慢可燃冰的開發(fā)速度，日本的可燃冰商業(yè)化運(yùn)作才剛剛起步，未來還有很長(zhǎng)的一段路要走。(來源：麻省理工技術(shù)評(píng)論，原文有刪節(jié)，標(biāo)題有改動(dòng))(王林/編譯)