能源危機(jī)下的“新希望”
2009年6月,在海拔4000多米的祁連山南緣,一簇火苗的燃燒,成為一個(gè)足以令億萬國人為之沸騰的消息:地質(zhì)工作者在此成功鉆獲“可燃冰”樣品,我國成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)“可燃冰”的國家。
“可燃冰”,又叫“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”,學(xué)名叫天然氣水合物。它外表像冰,卻遇火即燃,比人們平時(shí)使用的天然氣更為純凈,使用方便、清潔無污染,是一種名副其實(shí)的綠色能源,全球公認(rèn)的尚未開發(fā)的最大新型能源。
“可燃冰”在世界范圍內(nèi)分布廣,資源量大。據(jù)科學(xué)家預(yù)測,“可燃冰”儲(chǔ)量是現(xiàn)有天然氣、煤炭、石油全球儲(chǔ)量的兩倍,是常規(guī)天然氣的50倍。有科學(xué)家估計(jì),海底“可燃冰”的儲(chǔ)量夠人類使用1000年。
據(jù)推算,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)備量還可用40年,天然氣還可用70年,煤炭還可用190年,也正是如此,“后石油時(shí)代”用什么作為能源成了各國致力研究和勘探的問題!翱扇急钡陌l(fā)現(xiàn)讓陷入能源危機(jī)的人類看到了希望。
早在19世紀(jì)30年代,“可燃冰”即進(jìn)入人類視野。1965年,蘇聯(lián)首次在西西伯利亞永久凍土帶發(fā)現(xiàn)“可燃冰”礦藏,并引起多國科學(xué)家關(guān)注。率先開始勘測研究的是日本,如今,已擁有7口鉆井,屬于領(lǐng)先水平。美國則從2000年起將“可燃冰”作為政府項(xiàng)目,與各大學(xué)和私營公司合作,進(jìn)行勘測和實(shí)地研究。據(jù)稱到目前為止,美國政府已花費(fèi)超過1500萬美元。另外,加拿大、印度、韓國、挪威等國也紛紛開始投入勘探項(xiàng)目。
目前,世界上已經(jīng)有30多個(gè)國家和地區(qū)開展“可燃冰”的研究勘探。我國于2002年同時(shí)啟動(dòng)海域和陸域“可燃冰”的研究和勘探,于2007年在南海發(fā)現(xiàn)了“可燃冰”。
據(jù)介紹,我國“可燃冰”的資源潛力為803.44億噸油當(dāng)量,僅占全球資源量的0.4%。接近于我國常規(guī)石油資源量,約是我國常規(guī)天然氣的2倍。
“不放過任何一個(gè)地質(zhì)信息”
事實(shí)上,“可燃冰”在我國陸域的“現(xiàn)身”可以追溯到40多年前,但由于種種原因,這種神奇能源在過去很長時(shí)間里與人們擦肩而過。
青海省木里地區(qū)地勢高聳,群山連綿。這里海拔4100米左右,高寒缺氧、氣候惡劣,然而卻蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源。據(jù)了解,有多家地勘單位自上世紀(jì)60年代以來在這一帶凍土區(qū)從事勘查時(shí),就多次發(fā)現(xiàn)不明氣體,但均未做進(jìn)一步研究。
據(jù)“可燃冰”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一——中國煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊(duì)隊(duì)長、總工程師、教授級高工文懷軍介紹,這一帶“可燃冰”的發(fā)現(xiàn)最早可以追溯到2004年。這年11月,105隊(duì)在這里進(jìn)行煤炭勘查時(shí),鉆孔內(nèi)開始涌出不明氣體,點(diǎn)火燃燒,由于氣體涌出量很大,影響到鉆探施工,迫使這個(gè)鉆孔因未見到可采煤層而報(bào)廢。
但是地質(zhì)人員并沒有放過這一現(xiàn)象,那一瞬間,“可燃冰”這一名詞在他們腦海中如靈光閃過。他們采集了這種氣體進(jìn)行分析,對涌氣的孔段做了詳實(shí)的記錄,積累了可靠的原始地質(zhì)資料。
地質(zhì)工作者思考的是:這種氣體和過去多次遇到的煤層氣是否一樣?抑或,它是一種新的尚不了解的物質(zhì)?或者,它就是傳說中的“可燃冰”?!他們期待著再次與這種神秘氣體的相遇。
2006年5月,105隊(duì)再次在這一地區(qū)進(jìn)行煤炭勘查,又發(fā)現(xiàn)類似不明氣體。地質(zhì)人員細(xì)心觀察發(fā)現(xiàn),這種氣體的涌出孔段不在煤層中,可以確定不是煤層氣。那么它是什么呢?他們采樣化驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這次發(fā)現(xiàn)氣體的成分與前次大致接近。
之后,105隊(duì)請中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所張永勤、中國科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所祝有海等權(quán)威專家就上述情況進(jìn)行了交流、探討,大家一致認(rèn)為,該地區(qū)可能存在“可燃冰”。
2008年開始,105隊(duì)與中國地質(zhì)科學(xué)院資源所、勘探所共同合作開展《青藏高原凍土帶天然氣水合物調(diào)查評價(jià)》項(xiàng)目。11月5日,首次發(fā)現(xiàn)含天然氣水合物巖心段,這一成果得到了國內(nèi)外專家的學(xué)術(shù)認(rèn)定。
在此基礎(chǔ)上,國土資源部2009年又部署了一批鉆探實(shí)驗(yàn)井,6月再次鉆獲“可燃冰”實(shí)物樣品,經(jīng)當(dāng)今世界上最先進(jìn)的激光拉曼光譜儀檢測,顯示出標(biāo)準(zhǔn)的“可燃冰”特征光譜曲線。此后施工中均發(fā)現(xiàn)“可燃冰”。
從2004年發(fā)現(xiàn)疑似“可燃冰”,到2006年基本確定“可燃冰”的存在,再通過2008—2009年的工作,經(jīng)鉆探取得樣品,通過測試證實(shí)了在高海拔凍土區(qū)存在“可燃冰”的事實(shí)。
文懷軍分析說:木里地區(qū)“可燃冰”是煤層氣的水合物。其成礦機(jī)理大致是:煤層氣向上溢散,而上面有凍土層的覆蓋,在高壓、低溫的條件下二者形成“可燃冰”。它的成分除了甲烷,還有少量乙烷、丙烷等氣體,是一種“新型可燃冰”,非常值得研究。
“可燃冰”在青海的發(fā)現(xiàn),為我國增加了一個(gè)重要的新礦種,對我國戰(zhàn)略能源意義重大。更有專家認(rèn)為,“可燃冰”的發(fā)現(xiàn)可媲美當(dāng)年發(fā)現(xiàn)大慶油田。
國土資源部總工程師張洪濤初略估算,我國陸域“可燃冰”遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量,可供中國使用近90年,而青海省的儲(chǔ)量約占其中的1/4。
克服高原極端天氣條件
“在一定意義上,正是每一個(gè)地質(zhì)工作人員在每一次的勘查中都堅(jiān)持了‘對任何地質(zhì)信息不放過’的認(rèn)真工作態(tài)度,為‘可燃冰’發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。這一點(diǎn)來說,‘105隊(duì)’木里項(xiàng)目組全體地質(zhì)工作人員功不可沒。”
文懷軍感慨地說:“‘可燃冰’項(xiàng)目之所以能取得重大突破,不僅是各級領(lǐng)導(dǎo)、各個(gè)部門關(guān)心支持的結(jié)果,更是項(xiàng)目組成員及各協(xié)作單位團(tuán)結(jié)拼搏、共同努力的結(jié)果,是集體智慧的結(jié)晶。”
自2003年以來,105隊(duì)一直奮戰(zhàn)在木里地區(qū),克服了高寒缺氧、氣候條件極端惡劣且裝備落后、缺少后勤保障、生產(chǎn)條件差的不利因素。白天在風(fēng)雪交加中緊張的卸車、立塔,晚間圍著火爐臥雪觀天,苦等黎明,頭痛、胸悶、氣短、腿腫各種高山反應(yīng)對他們已成家常便飯……
憑著戰(zhàn)勝一切困難的信心和勇氣,這些高原地勘人不僅戰(zhàn)勝了自然,也戰(zhàn)勝了自我,被譽(yù)為“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗,特別能團(tuán)結(jié)、特別能忍耐、特別能奉獻(xiàn)”的“高原鐵軍”。
說起這個(gè),105隊(duì)的當(dāng)家人——隊(duì)長文懷軍有一肚子的苦水:“七八月都下雪,把帳篷都壓塌了!钡褪窃谶@樣艱苦的生產(chǎn)、生活條件下,來自各地的科學(xué)家、專業(yè)技術(shù)人員和施工人員,齊心協(xié)力、不辱使命,用“小米加步槍”的干法,僅用較少的資金投入,成功實(shí)現(xiàn)了我國陸域“可燃冰”的重大發(fā)現(xiàn),是一個(gè)典型的投入少、產(chǎn)出大的項(xiàng)目。
據(jù)了解,105隊(duì)1950年建隊(duì),1965年從吉林省成建制調(diào)入青海。他們提交的各類煤炭資源儲(chǔ)量高達(dá)38億噸,占青海已探明儲(chǔ)量的74%。長期的地質(zhì)工作,使他們積累了大量的基礎(chǔ)地質(zhì)資料,掌握了該地區(qū)的地層沉積和構(gòu)造規(guī)律,同時(shí)培養(yǎng)了一批具有專業(yè)水平的各類技術(shù)人員,為“可燃冰”的重大發(fā)現(xiàn)提供了技術(shù)資料和隊(duì)伍等多方面的保障。
青藏高原蘊(yùn)藏神奇寶藏
青海之所以成為我國陸域“可燃冰”的首個(gè)“現(xiàn)身地”,與這里獨(dú)特的地理地貌環(huán)境有密切關(guān)系。
首先,青海有著面積廣、厚度較大的凍土帶資源,為“可燃冰”的存在提供了地質(zhì)條件。
其次,青海木里有著豐富的煤炭資源,為“可燃冰”的形成提供了可能的資源條件。
第三,青海木里的交通條件和后勤保障措施是我國大面積凍土帶地區(qū)中條件較好的,這為“可燃冰”發(fā)現(xiàn)提供了有力支持。
文懷軍說,青海木里煤田含“可燃冰”巖層段埋藏淺,只有130-300多米,這為“可燃冰”開采帶來很大有利條件。并且這里的凍土層較薄,只有80-120米,也為將來的工程和科研帶來極大便利!啊扇急拈_發(fā)有望在這里取得突破。”
“不過,這將是一個(gè)比較漫長的過程!蔽膽衍娬f,因?yàn)椤翱扇急遍_采面臨的環(huán)保問題較為嚴(yán)峻,需要研究探索如何既能開發(fā)利用,又不傷害環(huán)境。特別是在生態(tài)脆弱的青藏高原。
神奇的大自然,蘊(yùn)藏著奧秘?zé)o限,等待著人類的科學(xué)探索。探索無限,人類的希望也無限。
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