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日本经济产业省从海底可燃冰中提取天然气 储量够用百年
作者:孙长宇 | 3/13/2013 3:01:15 PM | 浏览:706 | 评论:0

  3月12日,在日本爱知县附近海域,成功分离后的甲烷气体在“地球”号深海勘探船上被点燃。

  “地球”号深海勘探船在日本爱知县附近海域作业。“地球”号备有在深海区进行地底深度钻探的设备,全长210米、高130米,相当于30层建筑物的高度。

  日本经济产业省12日宣布,日本12日成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷,成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。日本希望2018年开发出成熟技术,实现大规模商业化生产。

“降压法”使水和甲烷分离

  采掘试验由日本经济产业省属下的石油天然气金属矿物资源机构实施。该机构利用地球深处探测船“地球”号,从爱知县渥美半岛附近约1000米的海底挖入330米,到达可燃冰层后,通过把可燃冰中的水分抽出降低其压力,使水和甲烷分离,然后提取出甲烷,整个过程约用了4小时。该机构将继续在该海域进行为期两周左右的采掘试验,以进一步完善技术。

  据称可燃冰在日本附近海域分布广泛,埋藏量足够日本使用100年,仅本次试验采掘海域的埋藏量就可供日本使用10年以上。福岛第一核电站事故后,日本核电站相继停止运转。为弥补电力缺口,日本不得不依赖火力发电,用于火力发电的天然气、石油等进口猛增,使日本出现巨额贸易赤字。日本期待通过可燃冰的商业化生产降低甚至摆脱对外依赖,实现能源自给。

2018年商业化生产

  安倍晋三重新上台后,成立了自己亲自挂帅的“综合海洋政策本部”,把海洋资源开发作为其经济增长战略的核心之一。日媒称,即将出台的日本政府《海洋基本计划》将明确提出到2018年确立可燃冰商业化生产技术。日本经济产业相茂木敏充今天在会见记者时表示,油页岩的采掘也曾被认为很困难,现在却已实现大规模生产,希望开发利用日本周边资源的时代早日到来。

  日本的可燃冰开发分3个阶段进行。第一阶段是2002年与2008年两次成功完成在陆地上开采甲烷气体的试验。本次试验属于2009年度启动的第二阶段,将验证从海底地层取出甲烷气体具有的经济效益及对环境的影响。

  今后试验将进一步展开,对能否长期取出甲烷气体进行调查。可燃冰开发计划于2016~2018年度步入第三阶段,对实现商业化存在的问题进行梳理,进入最终的综合评估阶段。

“可燃冰”

  “可燃冰”的正式名称为“甲烷水合物”,是天然气的主要成分甲烷与水在高压低温条件下结晶形成的冰状物,通常存在于永久冻土带或大陆边缘的海域,因其点火就着,俗称“可燃冰”。可燃冰燃烧时产生的二氧化碳仅为煤炭的一半,可有效减少地球温室效应,因此成为备受瞩目的新能源。2002年,包括日本在内的5国成功在加拿大北部永久冻土带的可燃冰层中提取出甲烷。


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全球发现230多处可燃冰矿区

  日本经济产业省12日宣布,成功从日本近海地层蕴藏的可燃冰中分离出甲烷气体,并认为这标志日本可燃冰开采商业化进程迈出关键一步,将为人类有效利用可燃冰资源提供宝贵经验。

  据相关资料显示,天然气水合物在全球范围内广泛存在,全球约有27%的陆地是可形成天然气水合物的潜在地区。在全球边缘海、深海槽区及大洋盆地中,有利于形成水合物的海区面积约为18.9亿平方千米,占其总面积的30%。据科学家初步预测,全球天然气水合物所含有机碳总量相当于全球已知石油、煤和天然气等化石燃料含碳总量的两倍。迄今为止,天然气水合物已经成为最有价值、最具潜力的海底矿产资源。若能实现可燃冰的商业开采,许多国家都可实现能源自给,现存的世界能源贸易将可能彻底改变。

  天然气水合物的勘探开发活动日益增多,一些国家甚至将其提高到能源安全战略的高度予以重视。据统计,全球现已累计发现超过230个天然气水合物矿区。日本对可燃冰的研究始于上世纪90年代。2001年,日本经济产业省还发表了《甲烷水合物开发计划》,正式启动了为时18年的甲烷水合物的开发性研究。美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等国家政府也都分别制定了有关天然气水合物的长期研究计划,计划在5—10年内实现天然气水合物的商业开采。

  天然气水合物的勘探开发是一个系统工程,涉及众多的学科,如海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、热力学、钻探工程等,需要各领域专家的共同合作。由于在开采过程中会发生温、压变化及相变,与传统的煤炭、石油和天然气等化石能源相比,天然气水合物的开采更为不易。对于其陆地开采,目前各国常见的开采技术包括:降压开采法、注热开采法、化学剂开采法、二氧化碳置换法以及多种开采模式组合法。

  可燃冰勘探热潮表明,人们日益感到在全球传统能源形势紧张的背景下,开发利用天然气水合物这一洁净能源,尽早投入商用,势将推动技术进步以带动其产业发展,并最终促使在满足能源需求的同时形成经济增长点。

  中国石油大学经济管理学院院长王震称日成功分离可燃冰或推动全球能源结构转型 
 
日本政府12日宣布,已成功从日本近海地层蕴藏的可燃冰中分离出甲烷气体,从而成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。中国石油大学经济管理学院院长王震在接受本台记者采访时表示,日本成功分离可燃冰,标志着全球可燃冰开采商业化进程迈出了重要的一步,此举有可能推动全球能源结构的转型。

  王震院长认为,日本政府选择在日本大地震两周年之际公布这一消息,意在化解福岛核电站事故造成的能源危机。他说:“日本不仅是在过去两年,因为福岛核电事故的原因加快了这个,但实际上日本一直以来非常重视这个新能源的开发利用,也包括这种非常规的能源开发与利用。同时实际上日本也更加加强了海洋立国的战略,也就是说日本因为它作为一个岛国,自然资源比较缺乏。那在这样的情况下来讲,其实利用海洋的资源,海洋资源里面未来有希望的就是天然气水合物,我想这也是它长期努力的结果。”

  据了解,“可燃冰”的正式名称为“甲烷水合物”,是水和甲烷在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,存在于海底或陆地冻土带内,因此被形象地称为“可燃冰”。可燃冰燃烧时产生的二氧化碳仅为煤炭的一半,可有效减少地球温室效应。目前,世界上已发现的可燃冰分布区多达116处,其矿层之厚、规模之大,是常规天然气田无法相比的。科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。

  中国石油大学经济管理学院院长王震表示,考虑到可燃冰巨大的储量,日本率先开发可燃冰将产生示范效应,推动全球能源结构的转型。

  “其实从全球来看,日本、美国、德国是在天然气水合物的研究包括这种实验方面都走在前列。从这个意义上来讲,应该说在福岛核事故两周年的纪念发布这样一个消息,应该是一个很振奋的消息,也对其他的相关的国家也是一个很重要的消息。应该看到世界整个能源结构的转型理念,它肯定是从高碳往低碳,甚至将来是向无碳方向的发展。在这个发展过程中,不同的国家可能程度不同,但实际上这个大趋势是不会变的。”

  据了解,日本对可燃冰开发的研究始于上世纪90年代,美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等国也分别制定了可燃冰长期研究计划。王震认为,受日本迈出的“关键一步”的鼓舞,未来各国的可燃冰开采步伐将进一步加快,但要真正实现可燃冰开采的商业化,未来仍需克服一系列技术难题。

  “将来尽早地能够商业化利用的话,那当然对日本的能源消费结构会产生很大的影响,当然也会对全球(的可燃冰利用)产生影响。这个取决于下一步有多少时间能变成这种商业化的应用。但是真正到实现这种商业开发,可能还会遇到很多的问题,因为它确实有一些技术上的难点。”

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