天然氣水合物，又名可燃冰，這個原本只為專業(yè)人士了解的新能源，隨著煤、石油等化石能源供應的日益短缺，近年來為廣大民眾所關注。我國可燃冰的研究進展如何？何時能實現(xiàn)商業(yè)化開采？近日，《科學時報》專訪了中科院廣州能源所天然氣水合物研究中心首席科學家、中科院“百人計劃”專家李小森。

各國期待：儲量雖大難開采

可燃冰是水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì)，具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點，是公認的地球上尚未開發(fā)的規(guī)模巨大的新型能源。

李小森介紹說，可燃冰分布在海底和永久凍土層內(nèi)，資源量巨大，是全球煤炭、石油、天然氣資源總量的兩倍。據(jù)初步估計，我國僅在南海的可燃冰儲量就相當于目前陸上石油、天然氣資源量總數(shù)的二分之一。而從2008年開始，我國在祁連山凍土區(qū)也發(fā)現(xiàn)了可燃冰，加上還有許多地方尚未探測，可見可燃冰的貯量很大。

李小森認為，想要經(jīng)濟、安全地開采可燃冰難度很大，開采可燃冰可能帶來溫室效應、海底滑坡以及破壞海洋生態(tài)平衡等巨大負面影響�，F(xiàn)在各大國家都在加緊研究，以期掌握開發(fā)可燃冰的“鑰匙”，服務于本國經(jīng)濟發(fā)展。

信心十足：2030年商業(yè)化試采

中科院廣州能源所從上世紀90年代初即開始進行可燃冰的基礎研究，并依托能源所于2003年組建中科院廣州天然氣水合物研究中心，聯(lián)合中科院南海海洋所、廣州地化所等，主要開展天然氣水合物的勘探、開采基礎理論和關鍵技術研究。李小森介紹說，該中心是我國唯一一所專門進行可燃冰開采研究的機構(gòu)。

自2005年以來，廣州能源所研制開發(fā)出了一系列一維、二維和三維天然氣水合物開采模擬實驗裝置和數(shù)值模擬軟件，并先后進行了降壓、注熱、注化學劑和聯(lián)合開采以及新型開采技術的研究。

2009年，廣州能源所與研究基礎雄厚的美國勞倫斯·伯克利國家實驗室合作，開展可燃冰開采潛力的合作研究，對我國南海海域可燃冰的開采潛力進行了預測和評價。

“我們在南海海域進行了鉆探取樣，并進行了模擬實驗，在可燃冰開采的溫度、壓力、飽和度方面取得了一些關鍵的數(shù)據(jù)。同時發(fā)現(xiàn)，進行聯(lián)合開發(fā)可能是最有效的方法。”李小森說。

中科院能源領域戰(zhàn)略研究組編制的《中國至2050年能源科技發(fā)展路線圖》報告中，我國可燃冰的研究開發(fā)路線圖如此闡述：從2008～2020年，建立針對中國海域的天然氣水合物成藏、勘探評價、開采利用、環(huán)境影響等的基礎理論和技術體系；完成其資源調(diào)查、勘探與評價工作；開發(fā)氣勘探識別技術；定量評價氣全球碳循環(huán)和氣候變化中的作用；選擇開采區(qū)域，研究其開采的可行性；開發(fā)出安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟的開采技術；進行海上天然氣水合物開采實驗；發(fā)展相關安全生產(chǎn)工程技術和災難預警與防治技術體系。2021～2035年，進行海上商業(yè)化試采。2036～2050年，將開展海上大規(guī)模商業(yè)化開采。

對于2030年左右實現(xiàn)商業(yè)化試采，李小森信心十足，他說：“開采可燃冰涉及熱能工程、化學工程、地學、地球物理、地球化學、海洋工程、環(huán)境工程等相關學科，必須多學科通力合作。中科院與中海油、地調(diào)局、高校等機構(gòu)攜手進行這項工作，實現(xiàn)目標是很有希望的。”

深感緊迫：日本明年試驗開采

目前，除了中國以外，美國、日本、印度等國均通過國家級研發(fā)計劃取得了可燃冰樣品，加拿大、俄羅斯、德國、韓國、挪威等國也都在研究可燃冰問題。

受資源短缺的影響，日本一直都很重視對可燃冰的研究。早在上個世紀90年代，日本就著手研究可燃冰，并在2001年制定了一個為期18年的開發(fā)計劃。2002年，美國、日本、加拿大等五國合作對加拿大麥肯齊凍土區(qū)的可燃冰進行試驗性開發(fā)，日本成為參與最積極、各方面投入最大的一個國家，并因此獲得了很多重要的參數(shù)。這使日本在可燃冰的研究開發(fā)方面一直處于相對領先的地位。

據(jù)媒體報道，今年大地震后引發(fā)的核能危機，使得日本人對于可燃冰的開發(fā)更加渴望。他們把目光瞄準日本東部南海海槽，以此作為主要開采點。按計劃，2012～2014年甲烷水合物將正式實施開采。而今年8月份，日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟省宣布，明年將在東日本海開展首次近海開采可燃冰試驗。

“日本在研究思路上做得很不錯，在可燃冰研究和試驗方面值得我們借鑒。”李小森說，“相對于美國和日本，中國的可燃冰研究要滯后五六年，畢竟到2007年，我們才在我國南海北部獲取了可燃冰樣品。這也給了我們緊迫感，我們正在努力。”

來源：《科學時報》