【壓縮機網】可燃冰是公認的地球上尚待開發的大規模新型化石能源，是未來全球能源發展的戰略制高點。全球可燃冰儲量和分布情況如何，主要大國可燃冰研究試采進展如何？2017年，中國石油在可燃冰勘探開發領域取得了新的突破，總承包首次南海神狐海域可燃冰試采獲歷史性成功，可燃冰被命名為第173號新礦種，黨中央、國務院專門發賀電祝賀。目前，中國的可燃冰開采已經取得了長足的進步，有力地支撐著國家能源資源戰略,但其難度也是毋庸置疑的。 

 

　　全球可燃冰儲量巨大 分布廣泛

　　根據美國地質調查局（USGS）的說法，天然氣水合物是水和低分子量氣體（如甲烷、乙烷、二氧化碳）在適度高壓、低溫條件下形成的白色冰狀結晶體，最常見的是甲烷水合物（即“甲烷冰”）。由于天然氣水合物外形酷似冰，而且能夠像固體酒精一樣用火直接點燃，所以又稱為“可燃冰”。無論是在海底還是在陸域永久凍土帶，可燃冰只有在0℃-10℃時才能生成，超過20攝氏度就會分解，變得“煙消云散”。同時，要生成可燃冰，還得需要適度高壓的條件。例如，如果溫度為0℃，那么得要30個大氣壓才能生成可燃冰。

　　中國現代國際關系研究院世界經濟研究所資源與環境研究室主任張茂榮介紹，可燃冰中的天然氣主要來源于兩種形式：一種來源于微生物分解，這些微生物將有機質分解形成甲烷等氣體，這與沼氣類似；另一種是熱解成氣，也就是說，有機質在較高溫度和較大深度下通過熱分解而形成天然氣。通過對全球244個可燃冰樣品的分析得出的結論是，絕大多數海底可燃冰中的天然氣是微生物氣型，其次是混合氣型，而熱解氣型則比較少。

　　在自然界，可燃冰廣泛分布在海洋和一些內陸湖的深水環境、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及大陸永久凍土中?？扇急饕植荚趦深惖貐^：一類是深度為300米-3000米的海底，另一類是以南北極凍土區為主的陸上凍土區。其中，99%的可燃冰存在于海洋沉積物中。根據最新研究結果，27%的地球陸地面積具有形成可燃冰的潛力，90%的地球海洋面積具有形成可燃冰的潛力。目前，地球上已經發現的海底可燃冰礦藏，主要分布在環太平洋和環北冰洋、印度洋北部、大西洋西岸以及南極近海，此外一些內陸海如黑海、里海、地中海，以及貝加爾湖等湖底也有少量的可燃冰分布。在陸地上，可燃冰主要分布在環北冰洋的高緯度凍土區，中國的青藏高原凍土區也有一定的分布。目前，世界上已有79個國家和地區發現了可燃冰礦藏。全球已直接或間接發現的可燃冰礦點中，97%集中在海洋，其余3%主要位于陸地凍土帶。
 

 

　　長期以來，全球范圍內可燃冰資源量問題，是包括科學界在內的各界討論的焦點問題。目前，有一個觀點得到科學界廣泛引用。該觀點于1988年由美國科學家科溫沃登（Kvenvolden）提出，他通過預測認為，全球可燃冰資源量高達2.1×1016立方米，大約相當于21萬億噸油當量，其規模之巨大，幾乎為全球已發現的常規化石能源（煤炭、石油、天然氣等）的兩倍。2011年，美國能源部國家能源技術實驗室發布了一份有關可燃冰資源潛力的研究報告。該報告預測，全球可燃冰資源量為2.0×1016立方米，大約與20萬億噸油當量相當，這與科溫沃登的預測結果非常接近。

　　中國地質調查局的預測結果顯示，中國海域可燃冰資源量約為800億噸油當量。若考慮陸上凍土帶資源，中國可燃冰資源量預計將達到1000億噸油氣當量的規模。截至目前，中國通過對重點地區的普查，對可燃冰礦藏進行摸底，已經圈定了兩個千億立方米級的巨大礦藏，還圈定了19個成礦區帶和11個有利遠景區?？扇急谥袊闹饕植紖^位于南海海域。南海是中國可燃冰成礦條件和找礦前景最好的地區，也是中國對可燃冰調查研究程度最高的地區。

　　張茂榮認為，可燃冰作為一種新型能源，具有埋藏比較淺、能量密度高、高效清潔等特點，對世界能源未來的影響可能會非常深遠。可燃冰作為高度壓縮的天然氣，其甲烷含量高達80%—99.9%。據實驗統計，1單位體積的可燃冰分解后，最多能夠產生高達164單位體積的甲烷氣體，可見其甲烷含量之高，能量密度之大?？扇急梢酝ㄟ^一定的處理程序形成液化天然氣（LNG），從而減少空間占用和運輸難度?？扇急容^“清潔”，其燃燒后僅會產生少量的水和二氧化碳，較煤炭、石油、天然氣等常規能源的污染程度小得多，但能量密度卻是后者的十倍。根據科學家們的估算結果顯示，全球可燃冰僅海底儲量就足夠人類使用1000年。 綜上所述，可燃冰由于具有儲量巨大、燃燒值高、高效清潔等優點，被贊譽為21世紀最具商業開發前景的戰略能源，受到世界各國高度重視，紛紛投入力量進行研究開發。

 

　　我國可燃冰未來發展值得期待

　　自20世紀60年代開始，前蘇聯、美國、加拿大等少數一些國家就開始了可燃冰資源的調查工作。進入80年代后，世界多地（包括大海、深湖、高原、極地等）發現了儲量豐富的可燃冰，受此鼓舞，70多個國家陸續制定了開采可燃冰的規劃。而從20世紀90年代開始，美國、日本、中國、加拿大、韓國、印度等更是紛紛投入巨資，競相在本土乃至國際海底開展可燃冰的調查和試采。

　　中國是較早進行可燃冰研究的國家之一，在試采可燃冰方面一直處于世界前列。1997年，中國設立了“中國海域天然氣水合物勘測研究”項目。1998年，中國成立了國土資源部，并開展了國土資源大調查。此后，中國投入960萬元進行了可燃冰初步研究。到了2002年，中國正式將可燃冰列入國家計劃。2004年，中德兩國合作在南海進行可燃冰研究，德國“太陽號”調查船載著近30位兩國科學家進行第一次海底取樣，但未獲成功。

　　2007年，中國地質調查局下屬的廣州海洋地質調查局，牽頭組織國內外先進的勘探力量，在中國南海北部的神狐海域，成功鉆取了可燃冰實物樣品，發現了分散型可燃冰礦藏。這一可燃冰礦藏具有礦層厚度大、飽和度高、甲烷含量高的特點，受到國內外關注。由此，中國成為繼美國、日本、印度之后第四個成功在海底鉆取到可燃冰樣品的國家。2008年，在青藏高原祁連山脈木里地區的永久凍土帶，中國科學家鉆獲了可燃冰實物樣品。由此，中國成為世界上在海洋和陸地都發現可燃冰的少數國家之一。

　　2011年，中國以加快南海北部可燃冰資源遠景區勘查評價、選擇重點靶區實施可燃冰試驗性開采為目標的可燃冰鉆探專項啟動。2013年，中國在珠江口盆地東部海域首次發現了超過千億立方米級的可燃冰礦藏，并獲取了多種類型的可燃冰樣品。2014年2月，中國的“南海可燃冰富集規律與開采基礎研究”通過了驗收，從而建立起了南?？扇急A研究的系統性理論。到了2015年，中國科學家再次發現超過千億立方米級的可燃冰礦藏，這一礦藏也是在中國南海神狐海域。

　　2017年5月10日，中國地質調查局從中國南海神狐海域開采出天然氣。天然氣來自于水深1266米海底以下203米-277米的可燃冰礦藏。到5月18日，在8天內連續穩定產氣，每天平均產氣量超過1.6萬立方米，最高日產氣量達到3.5萬立方米，8天總共產氣量超過12萬立方米，而且甲烷含量最高達到99.5%，實現了預定目標（超過國際公認的日均產氣1萬立方米以上且連續一周不間斷的指標），標志著中國首次海域可燃冰試采取得了成功，由此，中國成為全球首個實現了在海域可燃冰試采中獲得連續穩定產氣的國家。其實，中國的穩定產氣遠不止8天。自5月10日開始，到6月21日，中國南?？扇急B續穩定產氣42天，累計產量超過23.5萬立方米，并創新20項技術，遠超日本成為世界第一個試開采成功的國家。

　　中國在可燃冰試采技術均被各國嚴密封鎖的不利形勢下，實現跟跑者后來居上，關鍵在于中國實施了全面自主創新，這些自主創新體現在可燃冰試采成氣理論、抽氣技術、工程裝備等各個領域。例如，中國在可燃冰開采過程中，采用了“防砂排砂”“水、沙、氣分離”等多項自主核心技術。2017年11月3日，中國國務院正式批準將可燃冰列為新礦種，成為中國第173個礦種。中國在可燃冰開采中取得的突破，在理論、技術、安全等各層面都對世界各國具有重要的參考和借鑒價值。

 

　　天然氣水合物發展重要時間節點

　　自人類發現可燃冰以來，大致經歷了實驗室研究、管道堵塞及防治、資源調查與開發利用四個階段。

　　1810年

　　英國科學家漢弗萊·戴維（Humphry Davy）在實驗室合成氯氣水合物。之后的研究幾乎均在化學家們的實驗室里進行，他們試圖合成各種各樣的水合物。

　　1934年

　　前蘇聯科學家發現在西伯利亞輸氣管道里有可燃冰，它堵塞了管道，影響天然氣輸送。為此，美國、前蘇聯、荷蘭、德國等國先后開展了可燃冰的形成動力學和熱力學研究以及如何防治輸氣管道中形成可燃冰問題，由此進入到管道堵塞及防治研究階段。

　　1969年

　　前蘇聯在麥索亞哈氣田進行釋壓法開采可燃冰的試驗，取得較好效果。麥索亞哈氣田由游離的天然氣藏和可燃冰藏兩部分組成，其中1/3的氣體來自可燃冰藏。該氣田從1969年開始試采到1990年最終停產，斷斷續續生產了17年，從麥索亞哈氣田開采出的天然氣中約36%的氣體產自可燃冰。

　　1995年至1997年

　　以美國為首的DSDP及其后繼的ODP在10個深海地區發現大規?？扇急奂好佤敽详懫?、中美洲海溝陸坡（哥斯達黎加、危地馬拉、墨西哥）、美國東南大西洋海域、美洲西部太平洋海域、日本近海、阿拉斯加近海和墨西哥灣等海域。

　　2017年

　　中國在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功，成為全球首個在海域可燃冰試采中獲得連續穩定產氣的國家，創造了產氣時長和產氣總量的世界紀錄。這次試采成功是中國首次、也是世界首次實現泥質粉砂型可燃冰安全可控開采。