中國(guó)天然氣水合物開(kāi)發(fā)研究的戰(zhàn)略選擇
不斷加大的石油和煤炭對(duì)外依存度對(duì)中國(guó)能源安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)我國(guó)天然氣水合物的開(kāi)發(fā)研究迫在眉睫。
青藏高原的誘惑
現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)證明，天然氣水合物的勘探開(kāi)發(fā)利用首先最有可能在陸地凍土區(qū)突破，然后再借鑒到海底勘探開(kāi)發(fā)上。陸上多年凍土區(qū)中的天然氣水合物勘查成本低、開(kāi)采安全系數(shù)高，開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小，被譽(yù)為海底天然氣水合物開(kāi)發(fā)利用的天然試驗(yàn)場(chǎng)。因此，陸域多年凍土區(qū)天然氣水合物的開(kāi)采較海域天然氣水合物的開(kāi)采便利，是天然氣水合物開(kāi)發(fā)研究的首選之地。
中國(guó)是世界第三大凍土大國(guó)，青藏高原和大興安嶺地區(qū)存在著大片凍土區(qū)，多年凍土面積達(dá)215萬(wàn)平方公里，占國(guó)土總面積的22.4%。青藏高原多年凍土區(qū)是世界中低緯度區(qū)海拔最高、面積最大的凍土區(qū)，也是典型的高山凍土區(qū)，平均海拔高達(dá)4000米，面積達(dá)150萬(wàn)平方公里，約占全國(guó)凍土面積的70%，多年凍土區(qū)面積占世界多年凍土面積的7%，是天然氣水合物一個(gè)重要的資源遠(yuǎn)景區(qū)。2009年9月25日，中國(guó)在青藏高原多年凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)并成功鉆探獲取到“可燃冰”實(shí)物樣品，這是世界上第一次在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物�？茖W(xué)家粗略估算，其遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量。
伴隨青藏鐵路的全線貫通和商業(yè)運(yùn)行，中國(guó)已經(jīng)掌握大量多年凍土區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)，并有較好的施工基礎(chǔ)和較為便利的交通，使青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物開(kāi)發(fā)具有較強(qiáng)比較優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)前，中國(guó)應(yīng)選擇青藏高原多年凍土區(qū)重點(diǎn)部署天然氣水合物的開(kāi)發(fā)研究，先從多年凍土區(qū)天然氣水合物的開(kāi)發(fā)研究入手，實(shí)施開(kāi)采實(shí)驗(yàn)，同時(shí)積累開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)和開(kāi)采技術(shù)，成熟之后，再轉(zhuǎn)向海域天然氣水合物的開(kāi)發(fā)利用。
盡快探明資源儲(chǔ)量
目前，中國(guó)青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的調(diào)查研究工作還顯不足，對(duì)整個(gè)青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的可能分布狀況和資源潛力不夠清楚。因此，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的儲(chǔ)量分布十分必要。
現(xiàn)在，世界上多年凍土區(qū)天然氣水合物的開(kāi)發(fā)研究主要集中在俄羅斯西伯利亞、美國(guó)阿拉斯加以及加拿大麥肯齊三角洲，這些地區(qū)的地理位置都在北極圈附近，屬于極地多年凍土區(qū)。中國(guó)青藏高原多年凍土區(qū)都分布在中緯度地帶，與極地多年凍土區(qū)的狀態(tài)不完全相同，由此可能引起天然氣水合物賦存條件和基本特征的差異，需要在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)充分考慮我國(guó)青藏高原的特殊性。
嚴(yán)酷的自然地理和氣候條件阻礙了地質(zhì)工作的進(jìn)展，使青藏高原成為中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查程度最低的地區(qū)之一，基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)缺乏，某些地區(qū)至今仍是地質(zhì)礦產(chǎn)工作的空白區(qū)。盡管已在青藏高原凍土區(qū)開(kāi)展了凍土、區(qū)域地質(zhì)、油氣資源等相關(guān)調(diào)查研究，但因地理?xiàng)l件限制，工作程度較低，且多集中在青藏鐵路沿線，對(duì)凍土區(qū)腹地鮮有涉及。對(duì)天然氣水合物，目前的工作集中在成礦條件研究，調(diào)查工作相對(duì)較少。
鑒于青藏高原多年凍土區(qū)薄弱的地質(zhì)工作基礎(chǔ)，當(dāng)前應(yīng)首先開(kāi)展實(shí)際地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、鉆探調(diào)查，開(kāi)展多年凍土區(qū)多孔介質(zhì)體系中天然氣水合物的成藏機(jī)理、多年凍土和天然氣水合物的地球物理和地球化學(xué)等識(shí)別方法和技術(shù)、勘查技術(shù)方法和方案研究，力爭(zhēng)在最短的時(shí)間內(nèi)探明青藏高原天然氣水合物的資源儲(chǔ)量狀況。
創(chuàng)新自主開(kāi)采技術(shù)
開(kāi)采天然氣水合物是一柄“雙刃劍”，在獲得寶貴資源的同時(shí)，也可能給人類帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難。世界各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，天然氣水合物開(kāi)采過(guò)程中的最大難題就是保證井底穩(wěn)定，防止因瞬間壓力釋放引發(fā)滑塌等地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)更要防止所含甲烷氣體釋放加劇全球“溫室效應(yīng)”。因此，經(jīng)濟(jì)、高效、安全和可靠的開(kāi)采技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)天然氣水合物開(kāi)發(fā)利用的決定性因素。
目前，已經(jīng)提出的天然氣水合物開(kāi)采方法主要有熱解法、減壓法、化學(xué)試劑法、二氧化碳置換法和固體開(kāi)采法等，從技術(shù)角度看，天然氣水合物開(kāi)采已具可行性，但迄今仍然沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、安全、可靠的開(kāi)采方法。因而，如何對(duì)現(xiàn)有的開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行完善并開(kāi)發(fā)新技術(shù)，尋找較為理想的開(kāi)采方法將是一個(gè)非常重要的任務(wù)。
面對(duì)各國(guó)對(duì)天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)的嚴(yán)格封鎖，中國(guó)在最大限度地加強(qiáng)國(guó)際合作，充分吸收借鑒國(guó)際上天然氣水合物特別是凍土區(qū)天然氣水合物開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，更要立足自主創(chuàng)新，積極開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)采技術(shù)，保持在未來(lái)能源格局中的戰(zhàn)略地位。
兼顧相關(guān)的新技術(shù)
以氣體水合物的形式儲(chǔ)運(yùn)氣體是一項(xiàng)新興技術(shù)，指在一定的壓力和溫度條件下，將氣體和水進(jìn)行水合反應(yīng)，固化成水合物后進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)的方法，包括氣體水合物的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和分解氣化過(guò)程。
由于水合物法氣體儲(chǔ)運(yùn)方式儲(chǔ)氣量高、成本較低、安全性好，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，可望對(duì)經(jīng)濟(jì)地解決西氣東輸問(wèn)題提供支撐。水合物法氣體分離技術(shù)是利用易生成水合物的氣體組分發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離，具有方法簡(jiǎn)單，操作條件低等特點(diǎn)，可用于電力、石化、鋼鐵等二氧化碳高排放工業(yè)中新型二氧化碳分離方法，并將二氧化碳分注入海洋中天然氣水合物儲(chǔ)層，不僅封存二氧化碳，同時(shí)置換開(kāi)采天然氣水合物，被認(rèn)為是二氧化碳永久封存的很好選擇。