可燃冰开采

2026-08-28 15:44:00

2017年11月15日,我国宣布将天然气水合物(即可燃冰)列为第173号矿种,可燃冰正式成为了能源家族的一员,这件事在世界范围内掀起了一股可燃冰开发技术研究的热潮,也成为各国能源开发技术竞争的热点。为什么可燃冰受到如此的关注呢?

可燃冰是一种把天然气包裹在神奇的冰状晶格下的固体结晶物质,多为白色、淡黄色、琥珀色和暗褐色,形似冰雪,能直接点燃,故形象地称之为“可燃冰”。燃烧后的产物主要是二氧化碳和水,几乎不产生任何残渣,污染比石油、煤炭要小很多,是名副其实的清洁环保能源,被誉为“21世纪最具开发前景的绿色清洁战略能源”。它的学名叫天然气水合物(NaturalGasHydrate,简称NGH),因为气体成分主要是甲烷,有时也被称作甲烷水合物(MethaneHydrate,简称MH)。它的分子结构就是水分子包围了气体分子,若干个水分子组成一个“笼子”,每个“笼子”里关一个气体分子。

它最大特点就是能量密度高,浓缩了巨大能量。在标准状况下,1立方米可燃冰可以释放出164立方米以上的天然气!举个例子,假如1立方米天然气可供三口之家使用一天,那么相同体积的可燃冰,就可以使用半年。

全球人类已发现的可燃冰主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基和海沟中,主要分布在墨西哥湾、加勒比海、日本海、中国南海、西伯利亚冻土带、青藏高原冻土带等。

全球范围内的可燃冰储藏量为2100万亿立方米。仅在海底区域,可燃冰的分布面积就达4000万平方千米,占地球海洋总面积的1/4,海底可燃冰的储量就能够让人类使用1000年。

我国科学家经过预测计算,我国陆域可燃冰远景资源量至少有350亿吨油当量,我国南海可燃冰预测资源量约为700亿吨油当量,相当于中国陆上油气资源量总数的1/2,约是我国常规天然气资源量的两倍,可以满足我国今后数百年的能源需求。

这么好的宝贝,为什么让它沉睡地壳?要开采它们,我们就得上寒山、下深海。开采可燃冰就要将固态的小冰晶转化为气体和液体,进而以采集天然气的方式进行产出利用。因此,国际主流的可燃冰试开采方法有降压法和加热法,也就是要打破它原有的低温高压条件,让天然气跳出它的“舒适圈”,通过升高温度或降低压力等方式实现可燃冰的分解产出。我国科学家已经陆续在青藏高原和南海海域开展了可燃冰试开采工作,并取得了巨大的成功。2017年和2020年,我国两次在南海神狐海域开展了深海可燃冰的试采,创造了产气时长、产气总量、日均产气总量等多项世界纪录,攻克“一深一浅”世界级难题。“深”是指我国南海海域深不可测,作业水深1300米,被称为“无人区”;“浅”是指可燃冰主要在泥线以下200米的粉砂地层中,试开采可燃冰好比在“豆腐上打铁”、用“金刚钻绣花”,稍有不慎就会导致大量泥砂涌进产气通道,造成失败,可燃冰的开采面临诸多世界性挑战。

可燃冰作为一种新型能源,被誉为“未来能源之星”,在勘察、开采、加工、运输、储存等各环节均需实现完整的技术工艺突破,并达到严苛的工业标准,整体技术要求极高。随着海底钻机、连续油管、综合抽取开采、环境监测及生产动态预测等关键工艺技术与装备的不断突破,可燃冰开采正逐步向商业化方向迈进,有望实现稳定、长期、高效、安全且经济的规模化生产。这不仅将为我国未来能源战略接替提供有力支撑,也终将走进寻常百姓家,惠及社会大众。

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