当前位置:首页 极科头条 突然上头条的可燃冰 你真的清楚它的来历吗? 2017-05-22 04:44:04 来源:第一财经 领域:政策指南 浏览:667

5月18日,国土资源部中国地质调查局在南海宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

随后,中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功发布贺电,贺电指出,这是在掌握深海进入、深海探测、深海开发等关键技术方面取得的重大成果,是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响。

海域天然气水合物试采简介

可燃冰又称气冰、固体瓦斯,学名叫天然气水合物,被誉为21世纪最理想的潜在替代能源,主要蕴藏于陆地永久冻土带和海底全球海洋总面积90%的具备天然气水合物生成条件。

随着传统油气资源的枯竭,人类急需寻找新的可替代能源,天然气水合物的发现无疑给人们带来了新的希望。天然气水合物石油天然气与水分子在高压和低温条件下结合形成的一种固态结晶物质,多呈白色或浅灰色,外观像冰且点火即可燃烧。

据估算全球天然气水合物蕴藏的天然气资源总量约为21000万亿方,可满足人类1000年的需求。目前已有40多个国家相继开展了天然气水合物的研究和勘查,其中加拿大在陆地永久冻土区、日本在海域进行了试开采。

我国海域天然气水合物试采将使用深水半潜式平台通过降压进行开采,首先,平台从动员位置自航至作业井位,然后进行钻探、安装试验设备、降压试气等一系列试采作业程序,直至点火试采成功。

据测算,我国南海天然气水合物的资源量约为700亿吨油当量,与全国陆海常规与非常规天然气地质资源量总和大致相当。海域天然气水合物试采工程的实施,将提升我国天然气水合物领域的科技创新能力,抢占天然气水合物商业化开发先机,加速推进我国能源结构调整。

中国成全球可燃冰开采第一国

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开采成功

5月10日起,中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然气水合物矿藏开采出天然气。经试气点火,已连续产气8天,最高产量3.5万立方米/天,平均日产超1.6万立方米,累计产气超12万立方米,天然气产量稳定,甲烷含量最高达99.5%,实现了预定目标。

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可燃冰燃烧试验

这次试采成功是我国首次、也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采,为实现天然气水合物商业性开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验,打破了我国在能源勘查开发领域长期跟跑的局面,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越,对保障国家能源安全、推动绿色发展、建设海洋强国具有重要而深远的影响。

“深海航母”助力试采海底可燃冰成功

承担此次国家重大战略任务,并成功试采可燃冰的“蓝鲸1号”,是全球最先进超深水双钻塔半潜式钻井平台,正是由中集来福士海洋工程有限公司(简称“中集来福士”)自主设计建造的,蓝鲸海洋工程公司联合中国石油集团海洋工程有限公司共同履行平台运营服务合同。

突然上头条的可燃冰 你真的清楚它的来历吗?
可燃冰开采平台

据中集集团内部人士向第一财经记者表示,之前被业界称为D90的“蓝鲸1号”是世界唯一的、两座第七代超深水钻井平台,钻井深度已达到海面以下15公里,面对12级飓风仍可保持岿然不动。

据介绍,“蓝鲸1号”拥有27354台设备,40000多根管路,50000多个MCC报验点,电缆拉放长度120万米。作为最先进一代超深水双钻塔半潜式钻井平台,该平台不仅在物理量上远超于其他项目,而且在设计建造过程中,克服了技术攻关、项目管理、全球采购、实际作业应用等诸多挑战。

哪些产业将受益?

国土资源部中国地质调查局副局长李金发在央视新闻中表示,这一次天然气水合物的试开采成功,将会是继美国引领页岩气革命之后的,由我国引领的天然气水合物革命,将会推动整个世界能源利用格局的改变。中共中央、国务院贺电中也指示下一步促进天然气水合物勘查开采产业化进程。

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可燃冰开采

中国地质调查局预计,或在2020年前后突破天然气水合物的开发技术,实现能够适应工业化开发规模的工艺、技术和设备完善,大约再经过10年左右提升,到2030年前后实现天然气水合物的商业开发,那时候可能大家就能使用可燃冰作为燃料的汽车了。

以目前的进程来看,可燃冰经济性开采无论是技术还是商业化进程都已经超预期。平安证券分析师表示,目前可燃冰主要为油服板块带来主题投资机会,A股上市公司中,重点关注受益可燃冰海上钻井服务和随钻测井服务的中海油服、海油工程,关注受益可燃冰完井服务和生产、储运环节的杰瑞股份、恒泰艾普、惠博普、富瑞特装。

科普知识:可燃冰,可以燃烧的冰块儿?

突然上头条的可燃冰 你真的清楚它的来历吗?

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中国要率先用上可燃冰还需要三步 可燃冰于近日实现成功试采,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。这对正处于能源系统升级、经济发展转型、饱受灰霾污染心肺之患的我国,无疑具有重要意义。但是,如果把中国的经济转型、能源升级、空气质量改善之重任,寄希望于可燃冰短期内的商业化开发,恐怕也是其难以承受之重。 首先,清晰认识、全面揭示和有效应对可燃冰开发过程导致的环境风险,是推进可燃冰从技术试采转向商业开发的关键。据悉,目前有美日等30多个国家和地区,甚至从上世纪五六十年代就开始了可燃冰的研究与调查勘探。中国起步晚但进步快。总体来说,目前各方均未能实现可燃冰的大规模开采。其中一个根本原因就是,可燃冰在勘探开发过程中可能引致远超传统油气资源开发的地质灾害、温室效应和生态破坏等环境风险。 其次,可燃冰的经济可行性,尤其是相对于传统化石能源的价格和使用成本的降低,无疑是实际能源替代的前提条件。在没有政府干预的条件下,相对于传统化石能源的技术成熟度和规模经济性,新能源的价格缺乏竞争力。即使随着可燃冰进入商业化阶段后能够规模量产,成本可以持续下降,仍然会面临来自太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源的竞争。而且可以预见,可燃冰的商业化过程,同样也会像可再生能源商业化过程一样,依赖国家补贴政策,而要真正通过成本优势进入商用和民用市场,还需要很长时间。 最后,可燃冰若要在我国能源结构优化中担当重任,需要对现行的能源系统与社会经济系统作出较大幅度的调整。我国的经济与社会系统仍然具有高度“煤炭锁定”的路径依赖和发展惯性。以高碳基础设施为主的能源系统,强力支撑和持续强化高碳的各类能源市场规则,以及用能单位和个人受经济利益驱使倾向于使用相比新能源更廉价的化石能源,使化石能源体系深深根植于我国的经济社会之中。新能源和可再生能源在我国能源结构的占比则提升缓慢,替代化石能源的阻力很大。 从以上三个方面看,可燃冰短期内大规模开发、进入并服务于我国社会经济系统并不现实。至少,可燃冰能在多大程度上助力我国在2020年全面建成小康社会时实现包括空气在内环境质量总体改善的目标,是需要冷静思考的。未来20年,要实现我国的经济转型升级、能源结构优化和空气质量改善,仍须从能源需求控制和能源供给优化两个基本路径上来。一是要推进能源消费革命,控制不合理能源消费增长。二是推进能源供应革命,引领能源结构向绿色转型。 我国实现经济转型、能源升级、空气质量全面改善,是一项艰巨且长期的任务,需要我们各级政府和人民群众保持定力和信心。所谓定力,就是要抑制对新能源的非理性预期,清醒认识到促进“经济-能源-环境”协同发展并非一朝一夕之功,也非某项新能源技术的破冰就能够在短期内对既有格局产生根本性的改变。所谓信心,即在我国可持续发展道路上,尊重经济和技术发展的规律,切实从经济发展转型和环境质量全面改善的压力与动力协同作用下,实现能源(尤其是化石能源)需求端管控、能源供给端优化。长期坚持不懈地推进,一定能够取得水滴石穿之效。 (作者分别是复旦大学环境科学与工程系博士生、教授)
  • 可燃冰
0评论 2017-05-23
媒体热炒的可燃冰烧焦了谁?专家提出应慎重    央视称100升可燃冰能让汽车跑5万公里   导语:   最近,天然气水合物(俗称“可燃冰”)占据了各大新闻媒体的头条。国土资源部中国地质调查局18日在南海宣布,我国成功在南海完成了可燃冰的试验开采工作,并直接成为了全世界实现海域天然气勘探开发的第一个国家。央视在随后的新闻报道中称:“100升可燃冰能让汽车跑5万公里!”一时间引发如潮般好评。但是,仅仅一天后,这一说法却遭到各方质疑。可燃冰的能量到底有多少,从专业的角度如何看待此次试采成功,《知识分子》就此话题请教了能源领域专家、南方科技大学讲座教授、澳大利亚国家工程院外籍院士刘科。   2007年,中国南海神狐海域首次成功钻探获得天然气水合物(俗称“可燃冰”)实物样品,如今10年过去了,就在同一海域,中国实现了可燃冰试采成功。这一历史性突破来之不易,5月18日,中共中央、国务院向国土资源部、中国地质调查局以及参加海域天然气水合物试采任务的相关单位和人员发来贺电。   然而,在当天的央视报道中,“可燃冰”就像《变形金刚》中机器人们所争夺的“能量块”那般神奇:其体积虽然小,但蕴含的能量却不可估量——1立方米“可燃冰”可以分解释放出160立方米以上的天然气,“100升可燃冰能让汽车跑5万公里”。不仅如此,可燃冰试采成功的意义也是巨大的——“它将会是继美国页岩气革命之后的、我国引领的天然气水合物革命,将会推动整个世界能源利用格局的改变”。   在一片欢呼和赞誉声中,也有不少业内专家表示该报道有“误导”的嫌疑。昨天,《知识分子》联系到了南方科技大学讲座教授刘科,就可燃冰的开发和利用等问题征求了他的看法。   《知识分子》:央视报道中提到的“一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100升天然气能跑300公里的话,那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里!”,可燃冰在现实中是否能够达到这样的表现?   刘科:首先,5万公里肯定是达不到。100升可燃冰中天然气的含量不足20kg,我们以燃烧产生的热值来计算:按常规计算,100升可燃冰可以产生100*164升,也就是16.4立方米的天然气,热值为16.4*8588(纯甲烷热值,单位为千卡/立方米,kcal/m3 )=140843千卡,换算成汽油应为140843/7978(汽油热值,单位为千卡/升,kcal/L)=17.7升。即每100升可燃冰含的能量不到18升汽油的能量。 按目前小型最省油的汽油车百公里油耗5升计算(20公里每升),可以跑不到360公里,这还是按相对保守的方式计算的,实际可能比这个数字还要低。尽管如此,仍与报道中提到的5万公里相差甚远。   此外,新闻中还提到的“可燃冰的能量密度比煤、石油高出近10倍”也不准确。无论是按单位重量还是按单位体积来算,可燃冰的能量高出近10倍的说法皆不准确,上面提到的计算可以看出100升可燃冰仅相当于17.7升汽油。所以,这样的论述存在误导的性质。   《知识分子》:此次可燃冰试采所取得的“目前我国实现了日均稳定产气超过一万方(最高日产达3.5万方),而且已经持续超过一周连续产气”成绩,究竟应该如何评价?   刘科:就目前“日均产气一万方”的产量来看,应该说还处在一个实验阶段,仅可以证明可燃冰能够开采,但距离大规模商业化开采还有很长的一段路。相较于已有的一些石油、天然气等矿井,这个产量很小,只是试验证明可以开采出来,证明技术上的可行性,值得祝贺; 但最需要看开采的成本目前有无竞争力, 这是关键。然而,以今天的天然气价格,可燃冰成本没有竞争力,只能作为储备技术等天然气价格上去后再开采。      另一方面,虽然我国已经勘探的可燃冰总储量巨大,但是可开采的储量以及可经济性开采的储量却并不确定,而经济性开采的储量才是真正有意义的数字。西方国家,包括美国、日本等国都发现了可燃冰,但都没有达到经济性开采的规模,到目前为止也没有进行大规模的生产。   《知识分子》:开采可燃冰的意义何在?是否会对我国的能源结构升级起到积极作用,甚至如新闻中所说“会推动整个世界能源利用格局的改变”?   刘科:首先应肯定可燃冰(天然气)的污染要比传统的煤炭等要低,但从经济性上考虑,开采可燃冰的成本却要更高。可燃冰是一种存在于海底的固体天然气水合物,是在一定的压力和温度下形成的。在开采的过程中需要防止大量不溶于水的甲烷释放到环境中,因甲烷是可燃的温室气体,大量释放会对环境造成影响。   天然气气田在有气的地方钻井之后就会因为压力差自动喷出来。但是,可燃冰是种蕴藏在海底或冰山下的固体,并不能采用自喷的方式开采,而需要采用其它成本更高的方式让天然气从固体的可燃冰释放出来,这需要能量的加持,因此成本较高。   反观其它能源,美国页岩气技术的革命使得开采天然气的成本骤降,北美的天然气价格较十几年前下降了近80%,目前已经探明的储量也足够使用150年。在能源储量充足,且其它能源成本皆降低的背景下,目前开采成本比较高的可燃冰是否应该大规模商业化开采,这本身就存在疑问。      开采可燃冰的技术究竟会发展到什么程度,开采的成本究竟能降到多少,这些都未可知。在相对便宜的天然气没有用完之前,是否需要用到可燃冰?短期之内,可燃冰的经济效益仍值得探讨,决策者也需要谨慎权衡。并不是有储量就需要开采,能源是全球化的产品,中国现阶段应走“哪便宜我就用哪”的道路。把我们宝贵的资源留给子孙后代,等全球其它地方便宜的资源用完后我们再开采高成本的能源。   可能会有人从能源安全的角度去考量,甚至表示,为了保证能源安全,可以不计成本去开发。然而,能源安全实际上应由国家综合军事实力来保证,不计成本的野蛮开采并不是真正的方法,这种观点是站不住脚的。   因此,不应过度解读开采可燃冰的意义,而应全方位综合的考量。
  • 可燃冰
0评论 2017-05-23
从亩产万斤到百升跑5万公里,科学报道不讲科学的后果很严重 国土资源部中国地质调查局宣布,成功在南海完成了超级能源可燃冰的试验开采工作,标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。 实际上,这个“第一”并不准确,至少在四年前,日本就曾经尝试对可燃冰进行实验性开采,并成功实现了开采,连续开采6天后,因泥沙堵住了钻井通道,被迫停止。而在今年的5月4日,比中国早14天,他们再度开展了实验,到5月15日因同样原因而再度终止开采。两次开采,连续时间均为6天,均获得了12万立方米的可燃冰。 中国此时实验性开采,同样是获得了12万方的可燃冰。之所以敢宣称世界第一,是因为中国实现了日均稳定产气超过1万方,最高日产达3.5万方,而且已经持续超过一周连续产气,在这方面打破了日本的记录。所以,正确的表述不应该是第一,而是打破了日本可燃冰连续稳定开采的世界纪录。(不过,仔细看日本的报道,似乎也提到5月12日日产量达到了3.5万立方。这几个数字如此巧合,是否意味着这就是实验性开采的瓶颈?) 可燃冰学名天然气水合物,是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”,是一种高效清洁,储量巨大的新能源。据初步估算,全球储量为2100亿吨,而我国储量高达1000亿吨,这是未来中国在全球能源战略的制高点。 世界各国其实都在进行可燃冰开采研究,中国能够胜出日本一头,并不意味着一劳永逸,自此就能够永久压制日本。2013年,中科院广州能源研究所副所长、中科院广州天然气水合物研究中心常务副主任吴能友告诉《中国科学报》记者,中国在可燃冰研究方面,落后日本十余年,相当于日本21世纪初的水平。这次赢了一场,但在综合实力上,双方差距并不大。 但是,有的报道就很不客观了。CCTV在报道中称,可燃冰的能量密度很高,是天然气、石油的10倍。并且把可燃冰与电影《变形金刚》里来自塞伯坦星球的变形机器人的能量块相提并论,称1立方米就可以释放出164升的天然气。还举了个例子,说如果装100升天然气的汽车可以跑300千米的话,换成100升的可燃冰,其能量可以让汽车跑上5万公里。 许多能源专家对这个数据提出了质疑。清华大学能源互联网创新研究院政策研究室主任何继江表示,对于上述说法“只能理解为这是一个开玩笑的资源评估方法,与现实毫无关系,很不科学。” 厦门大学中国能源经济研究中心教授何晓萍也不认可这个说法,表示“这个很有可能数量级搞错了。”她分析,可燃冰在海底呈现的是低温高压的状态,是冰状的东西,从固态变成气态体积膨胀了很多倍,“究竟用在汽车能源上的是液态还是气态值得考究。” 南方科技大学讲座教授、澳大利亚国家工程院外籍院士刘科更是用科学的算法,得出结论指出,每100升可燃冰含的能量不到18升汽油的能量。 按目前小型最省油的汽油车百千米油耗5升计算,最多可以跑360公里不到,与5万公里相去甚远。 可燃冰开采成功,当然是我国能源技术的一项突破性进展。在这之前,我国储量最大的能源资源是煤炭,而煤炭的热值和清洁程度,远远不能与其他能源相提并论。随着我国经济社会的发展日新月异,对能源的需求量呈现爆发式增长的态势,对原油和天然气的依赖越来越大。 中国已经超过美国,成为世界上最大原油进口国。天然气方面,预计到2030年,天然气年进口量将从现有的700亿立方,增加到3000亿立方。 现代社会,能源供应是一个国家的命脉所在,能源能不能自主,决定了国家在能源方面的安全能不能得到保障。所以,世界各国都在竭尽全力开展新能源技术研究,取得了一项又一项突破。 尤其是美国的页岩气技术获得突破之后,减少了美国对中东石油的依赖,导致世界石油价格暴跌,许多以出口石油为主要收入来源的国家遭到严重损失。连美国这样的超级大国,都为了能源安全竭尽全力,中国这样的后发国家,需要付出的努力就更多。 可燃冰真正要实现大规模开采,要克服的技术难题还很多。可燃冰只有在低温高压下,才与水分子结合在一起,呈固态冰状。一旦脱离低温高压这两个条件,水分子所包裹的甲烷气体,就会溢出。而甲烷虽然是清洁能源,但其本身却是比二氧化碳高20多倍的温室气体,溢出排放到大气中,会严重破坏大气。所以,真正的生产性开采,现有的海洋钻井平台必须采用特殊技术进行升级,保持可燃冰的低温高压状态,保证甲烷不会溢出。 专家们还指出,在海底开采可燃冰,如果开采不当,也会对地质构造造成伤害,导致海底地壳运动,对环境造成二次伤害。比如像石油的开采,就是用水把石油替换出来,保持地壳的稳定性。真正的生产性开采,就必须考虑这些外部性。 但是,随着科学技术的进步,科学家们应该能在不远的将来解决这些方面的问题。而可燃冰代替石油,成为未来的能源,可能性绝对存在。但这项技术并非中国独此一家,而是全世界都在竞赛。 在这样的背景下,中国科学家在可燃冰开采方面获得的进步,确实令人振奋。对这样重大的科学技术进步报道,就更应该有严格的科学态度。可燃冰的能量密度虽然大,但并没有夸张到相当于天然气和石油的10倍以上,100升也肯定不能让汽车跑5万公里,恐怕只有核能才有这样的能量密度。更何况,可燃冰是固态的,与石油的液态和天然气的气态有着完全不同的物理特性,在报道的时候更要注意这些科学常识。 如果科学报道不讲科学,其结果往往会把好事变成坏事。媒体看到有重大科技进步,总是愿意投入很大的力量进行报道。有时候用力过猛,弄巧成拙,却有了“高级黑”的嫌疑,让新闻的价值在传播的时候打了折扣。 有时为了宣传的需要,科学家和媒体联合起来造假,这在历史上也曾经有过教训。1958年,人造卫星研制工作还没有开始,“放卫星”在中国是一个生产领域的专用词,各地的高产记录不断被刷新。而著名的科学家钱学森,就为放卫星提供了“科学依据”和理论基础。 1958年4月29日,钱学森在《人民日报》第7版发表文章《发挥集体智慧是唯一好办法》,里面提到“假设我们说一天太阳光照在地面上,只照八小时,一年三百六十五天,八小时太阳光照上去,如果我们只计算1%的能用来转变为植物有效利用的能,这个能把水和二氧化碳转变为淀粉,那么就可以在一亩面积上年产约八千市斤的淀粉。” 1958年6月8日,《人民日报》登载了“河南省遂平县卫星农业社5亩小麦平均亩产达到2105斤”的浮夸报道,并将之称为“放出第一颗亩产卫星”。6月12日又放出第二颗卫星,声称实现小麦亩产3520斤。 四天之后的6月12日,钱学森就在《中国青年报》发表题为《粮食亩产会有多少》的科普文章,为这颗卫星提供了“科学依据”:“ 土地所能供给人们的粮食产量碰顶了吗?科学的计算告诉人们:还远得很!……如果把这个光能换算农产品……稻麦每年的亩产量就不仅仅是现在的2000多斤或3000多斤,而是2000斤的20多倍!” 1959年,钱学森在《知识就是力量》杂志上发表题为《农业中的力学问题》,继续重申高产量的理论可能性。“如果植物利用太阳光的效率真的是百分之百,那么单位面积干物质年产量就应该是这个数字,94万斤!” 这样的文章,钱学森总共写了六篇。经过媒体大张旗鼓的宣传,各地掀起了陆续放出亩产卫星的高潮,虚报数字逐渐增大。8月13日,新华社报道了湖北省麻城县溪建园一社出现“天下第一田”的事迹,该社早稻亩产达到了36900斤。截至放卫星的尾声阶段9月25日左右,小麦亩产最高数是青海柴达木盆地赛什克农场第一生产队的8586斤,稻谷亩产最高数为广西环江县红旗人民公社130435斤。按照农业部的统计,中国的夏粮总产量比美国还多出40亿斤! 中国历史上因为科技落后,吃亏不小。表面上是技术问题,实际上是整个民族缺乏科学素养,而媒体如果在科学报道中不讲科学,不去想办法提升科学素养,尤其是打着科学的名义,却传播不科学的信息,这样的伪科学,才更加令人迷惑。
  • 可燃冰
0评论 2017-05-27
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0评论 2017-06-01