中國現在是世界上首屈一指的制造業大國,然而,發展制造業最重要的一環——能源,我們卻經常被“卡脖子”,這是因為我國的能源呈現出“富媒、貧油、缺氣”的結構,不得不大量依賴國外的進口。
然而,随着在南海的勘探深入,中國發現了一個“破局點”,它就是可燃冰,一種“後石油時代”的全新能源。僅是初步的估算,我國的可燃冰儲量就達到了世界第一,如果未來能夠實現商用,中國有望斬破現今能源局勢,實現自給自足的周轉。
那麼,可燃冰要什麼時候才能在我國實現商用?它未來可能取代石油、煤炭和天然氣的地位嗎?
可燃冰是什麼?可燃冰,正式名稱是甲烷氣水包合物。
它通常在低于10℃的低溫和大于10MPa的高壓下生成,在海洋中有大量儲存,偶爾也會上浮到淺水層,海床上時而能看到灰白色的、像是髒污冰塊一樣突起的“礦藏”,拿在手中,能感覺到它給人的感覺很像冰塊,但它會不斷釋放出“白霧”,有火源湊近時甚至還能燃燒起來,那就是可燃冰。
它作為能源的價值來自内含的天然氣,甚至說它是天然氣的“壓縮包”也不為過:1立方米的可燃冰分解後,可以釋放出164立方米的天然氣。
這也是可燃冰被稱作新世紀清潔能源的原因,因為它進行完全的燃燒反應之後隻會産生二氧化碳和水,雜質極少,不同于煤炭燃燒會産生大量粉塵、氮氧化物等污染物。
而且,世界上有很多可燃冰,公認的可燃冰儲量有1000萬億立方米,相當于有天然氣的2~10倍,同時這個儲量也是所有化石燃料總碳量的三分之一,作為替代能源而言,可燃冰再完美不過。
世界上的可燃冰都分布在哪裡呢?經過了大半個世紀的追尋,科學家們發現海底和陸地均分布有可燃冰,在我國近海尤其多,包括但不限于大西洋兩岸、太平洋周邊和印度洋北部。不僅如此,我國的青藏高原凍土區也是可燃冰重要的陸域分布區,很難不說是自然給予中國的饋贈。
中國地質調查局官網《可燃冰在哪裡?》
中國是一個貧油貧氣國家,又是制造業大國,在此前經常因為能源問題被他國“卡脖子”,如果能将天然氣開發為可商用能源,中國面臨的問題将得到很大程度的解決,既能夠促進制造業的發展、民用燃氣的降價,還能為碳達峰和碳中和的目标提供幫助。
除了中國以外,我們的鄰國日本也是一個資源貧乏的國家,他們對可燃冰的需求相當迫切,開采的事件也比中國要早,但至今沒有聽到日本開始大量商用可燃冰。這是因為,可燃冰的開采一直是一個世界級的難題。
可燃冰開采有多難?之所以難開采,是由于一旦開采不慎,就會帶來嚴重的後果。
水合物一旦大量分解,就會發生海底滑坡
不僅如此,覆蓋可燃冰的海底底層普遍是砂質,我們現有的海底鑽井等設備就是依賴于這層薄薄的地層,海底土地被破壞,還有可能造成大量的砂石湧進管道,導緻海底輸電、通訊電纜和石油鑽井平台等工程被破壞,這些甚至會影響到陸地上的工作和生活。
大量甲烷從可燃冰中釋放出來,不僅會進入大氣,還會讓海洋中的甲烷濃度急劇增加,導緻海水被汽化,海洋生物大量死亡,嚴重時還可能引起海嘯。
海嘯
甲烷的溫室效應要遠遠高于我們熟知的二氧化碳,大約能達到二氧化碳的20倍左右,而且,由于可燃冰儲量豐富,如果這些甲烷全部逸散到地球大氣當中,帶來的将是3000倍于現在甲烷濃度的災害。
甲烷碳當量是二氧化碳的25倍
因此,要避免以上的系列事件發生,首先要避免甲烷從沉積層釋放,也就是說,開采可燃冰的過程必須維持高壓或低溫,也就是說,開采這個過程本身就非常耗費能量,如果技術不成熟,開采可燃冰不僅危險,而且其性價比将遠遠比不上開采其他化石能源。
而且,由于海底礦物較為脆弱,要在底層建立開采裝置,就猶如“在豆腐上打鐵,用金剛鑽繡花”,非常考驗技術,存在很大的風險。
我國可燃冰何時能實現商用?不過,我國目前一直在進行可燃冰的勘探和試開采,從1999年至今,已經取得了喜人的進展。
2007年,我國首次在南海北部取得了可燃冰的實物樣品,成為了繼美國、加拿大、日本之後的第四個掌握了實物樣品的國家;
2009年,我國勘探到青藏高原五道溝永久凍土區、青海省祁連山南緣永久凍土帶都存在大量可燃冰,油當量達到350億噸以上;
2013年,在廣東沿海珠江口盆地首次鑽獲高純度可燃冰,再次發現可開采的儲量;
2017年,我國首次可燃冰試采成功,在南海海域實現了連續187個小時的穩定産氣;
2020年,第二次試采也圓滿成功,産氣規模達到了第一輪的4.8倍,創造了産氣總量、日均産氣量的兩項世界紀錄。
2020年,中國完成第二次可燃冰試采氣
一直以來,國際的可燃冰勘查試采科技一直存在壟斷,我國隻好進行自主研發,最終,憑借着12項核心裝備、以水平井為核心的32項關鍵技術,中國完成了第二輪試采目标。
中國可燃冰的産業化也不遠了,自然資源部中國地質調查局的副局長表示,中國将力争在2030年前完成産業化目标,早日商用,為經濟社會所服務!
可燃冰有可能替代石油嗎?作為飽受關注的“新星”能源,它能否動搖石油在現今的地位,也是人們非常關注的問題。
現階段來說,這很難,不僅僅是因為開采技術還需要進步,更因為石油的泛用性更好,它不僅是能源,更是一種重要的化工原料,我們現代很多工業用品——塑料、橡膠、化妝品等等,沒有什麼能夠離開石油的支撐。
而可燃冰的産物主要是天然氣,以及少量的淡水,它很難完全替代石油的作用,但是,可燃冰作為現在儲量最大的替代能源,汽車、煉鋼、紡織、電力等領域,都可以讓它大展身手。雖然替代石油還有難度,但是商用之後替代天然氣和煤炭還是綽綽有餘的。
屆時,世界的能源或将呈現出“可燃冰”和“石油”二足鼎立的局勢,而中國面對這些能源,必然會以積極的态度去争取。
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