目前可燃冰開采技術難點及未來發(fā)展格局

可燃冰，即天然氣水合物(Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate)，是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固體瓦斯”和“氣冰”。其實是一個固態(tài)塊狀物。天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環(huán)境。

可燃冰的特征

1.貯存量大（海中大量埋藏，總資源量≈2×(全球已知煤+石油+天然氣)）
2.燃燒熱量高（主成分甲烷，1立方米可燃冰可釋放160立方米天然氣，它占用體積小，卻蘊含大量的能量，燃燒能量超石油數(shù)十倍。舉個例子，一輛使用天然氣為燃料的汽車，一次加100升天然氣能跑300公里的話，那么加入相同體積的可燃冰，這輛車就能跑5萬公里。）
3.燃燒污染小（燃燒生成二氧化碳和水，燃燒后不產生任何殘渣和廢）
4.開采難度大（易造成甲烷泄露,加重溫室效應）

可燃冰開采面臨三大挑戰(zhàn)

一、開采技術

世界各國對可燃冰的開采仍處于研究試驗階段，還沒有成熟完美的開采技術，但有3種開采方案

1.熱解法。利用可燃冰在溫度升高時會自動分解的特性，通過加溫方式向可燃冰層注入熱能，使其由固態(tài)分解出甲烷氣體。這種開采方式基本上已獲得成功，但整個開采過程要對甲烷進行兩次分離，還要消耗大量能源來加熱溫水。

2.置換法。將化學試劑注入可燃冰層中，使其與可燃冰發(fā)生反應，改變可燃冰的穩(wěn)定平衡狀態(tài)，使其發(fā)生失穩(wěn)作用而進行開采。這種方法對甲烷氣體難以進行有效的收集，布設收集管道是個難題。

3.降壓法?？扇急鶎酉旅嫱嬖谟坞x的天然氣，這些天然氣被抽出后便能降低礦層的壓力，使礦層中的可燃冰由于壓力減小而失穩(wěn)分解。

但多位業(yè)界專家分析，無論采用哪種方案，由于可燃冰結構的特殊性和海底環(huán)境的復雜性，對可燃冰礦藏的開采都將極其困難。

二、成本過高

美國能源部的公開資料顯示，目前可燃冰開采成本平均高達每立方米200美元，即使按照1立方米可燃冰可轉化164立方米的天然氣來換算，其成本也在每立方米1美元以上，這遠高于通過成熟技術開采常規(guī)天然氣的成本。

三、環(huán)境風險

廣州海洋地質調查局前總工程師黃永祥介紹，可燃冰穩(wěn)定性較差，一旦汽化，“封存”它的海底沉積物會失去穩(wěn)定，不僅對海底管道、通信電纜和開采平臺以及科學儀器造成破壞，而且還有可能造成大陸架邊緣動蕩從而引發(fā)海底塌方，甚至導致大規(guī)模海嘯。

另一環(huán)境風險為可燃冰在開采過程中可能會造成成分泄露?？扇急煞謴碗s，有甲烷、二氧化碳，還有乙烷和丙烷。據測算，全球可燃冰中蘊含的甲烷量約是大氣圈中的3000倍，而可燃冰分解產生的甲烷進入大氣的量即使只有大氣甲烷總量的0.5%，也會明顯加速全球變暖的進程。

改寫世界能源格局

長期以來，隨著我國經濟的飛速發(fā)展，能源對外依賴度持續(xù)上升，金聯(lián)創(chuàng)數(shù)據顯示，2017年一季度，中國原油的進口量突破了1億噸的大關，超越了美國成為全球最大的原油凈進口國，1-3月份，美國進口原油量約9980萬噸。一季度總體，中國原油的進口對外依存度達到了69%，較2016年上漲了三個百分點。作為世界上的第一大石油進口和消費國，我國的原油進口來源目前主要來自于中東地區(qū)(50.7%)、非洲(19.2%)、歐盟(14.9%)、美國(12.7%)、亞太地區(qū)(2.5%)。具體進口來源國為沙特阿拉伯、俄羅斯、安哥拉、伊朗、阿曼、委內瑞拉等。然而能源對外依存度是比例過高，直接威脅著國家和地區(qū)能源供應安全。如果這個能開發(fā)利用，將會大大的提高我國的資源安全保障能力，大大降低我國對外依存度，同時也會大大地改善我國能源資源結構。可燃冰的開采成功將會是繼美國引領頁巖氣革命之后的，由我國引領的天然氣水合物革命，也將會推動整個世界能源利用格局的改變。