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能源新星:頁巖氣與可燃冰

2011-09-23 17:07:38 科學(xué)時報

今年3月11日,發(fā)生于日本宮城縣的9級強震,及其所引發(fā)的海嘯、火災(zāi)與核災(zāi)等復(fù)合性災(zāi)害,撼動了日本國土,也牽動了全球的能源政策走向。在此事件后,世界各國紛紛重新檢討國家能源政策的走向:或提升興建中之核電廠安全標(biāo)準(zhǔn);或強化現(xiàn)役核電廠的結(jié)構(gòu)與核災(zāi)的應(yīng)變能力;或宣示非核國家的施政決心。

能源資源缺乏國家的依賴就在“棄核”、“去核”與“低碳”、“減排”的交互考慮下,德國在日本311震災(zāi)后的兩個月內(nèi),即做出了“2022年將關(guān)閉德國境內(nèi)所有核電廠”的決定,此外,瑞士也宣示了要對核能設(shè)施的興建,執(zhí)行“永久性禁令”的決心;相對于此,核能發(fā)電占能源結(jié)構(gòu)高達(dá)80%的法國,則依舊堅持擁核的路線,其它像是美國、英國、韓國、印度、中國等國家,也選擇繼續(xù)發(fā)展核電。

對于日本或臺灣而言,要達(dá)成“非核”,實非易事。然而,在氣候變遷、碳交易實施、溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格,且石油價格又節(jié)節(jié)攀升的形勢下,開發(fā)能兼具“環(huán)保、能源效率、安全、平價”的新能源,成了這些資源弱國“既期待又怕受傷害”的翻身王牌。

漸受矚目的能源新星─頁巖氣與可燃冰為了找尋核能的替代品,潔凈能源成為眾所關(guān)注的焦點。所謂的潔凈能源,是指在產(chǎn)能的過程中,不會產(chǎn)生污染的能源︰如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺堋⑸|(zhì)能、海洋能等,其中又以頁巖氣、可燃冰這兩種新興能源的發(fā)展,正日益受到國際所關(guān)注。所謂的頁巖氣(Shale Gas),系指地層中以游離狀態(tài)存在于頁巖層中的天然氣。由于頁巖是淤泥沉積形成的巖石,質(zhì)地堅硬,開采難度高,過往須以先進(jìn)的水力壓裂技術(shù)與水平鉆井技術(shù)才能取得。在能源價格低迷時,開采頁巖氣不具經(jīng)濟(jì)效益,但隨著石油、天然氣之價格飆漲,加以美國又開發(fā)出新的巖層擊碎技術(shù),可降低頁巖氣開采成本,這項技術(shù)的突破,讓頁巖氣的開發(fā)不再是遙不可及的夢想。至于可燃冰,學(xué)名為“天然氣水合物(Gas Hydrate)”,其中甲烷占了80%~90%,故又稱“甲烷冰”或“甲烷水合物(Methane Hydrates)”,是天然氣在0℃、大于25個大氣壓,或-10℃、大于17個大氣壓力作用下,結(jié)晶而成的“冰塊”狀物質(zhì),可直接點火燃燒,且燃燒時的二氧化碳排放量,約只有煤與石油的1/2,是理想的次世代新能源。目前在日本近海、南海和俄羅斯永久凍土地帶等地,已勘查出有豐富的蘊藏量。

各顯神通的布局態(tài)勢日本震災(zāi)后,日本政府為確保民生與經(jīng)濟(jì)得以不受能源短缺的沖擊,計劃要于2012年開挖近海海域的“可燃冰”,并希望能在2018年前,確立開采和量產(chǎn)技術(shù)。日本經(jīng)產(chǎn)省根據(jù)2003~2006年所作的調(diào)查結(jié)果,確認(rèn)日本東南部靜岡縣沿岸的南海(Nankai)海域中,蘊藏豐富的可燃冰。經(jīng)產(chǎn)省預(yù)計要在2012年的預(yù)算中編列逾100億日圓(約新臺幣37億元)預(yù)算,作為委托“石油天然瓦斯暨金屬礦物資源機(jī)構(gòu)”(JOGMEC)進(jìn)行實驗與研究,并希望開采出來的可燃冰,可以經(jīng)由輸送管運送到陸地,供為發(fā)電與產(chǎn)業(yè)所需燃料。

中國攜其龐大的資源實力,積極與國際企業(yè)與機(jī)構(gòu)進(jìn)行交流合作,并正積極進(jìn)行頁巖氣的開發(fā)規(guī)劃,期能在“十二五”期間形成資源、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),進(jìn)而在“十三五”期間,能加快開發(fā)的進(jìn)度。另一方面,中國雖然比先進(jìn)國晚了20年才開始研究可燃冰,但近來在青海省凍土地帶已成功鉆采出可燃冰樣本,不但證實了陸域也有可燃冰的蘊藏,也同時展現(xiàn)了中國在資源探查技術(shù)上的實力。雖然中國目前在頁巖氣、可燃冰的開發(fā)上,還有技術(shù)、政策與產(chǎn)業(yè)化的局限性,但在國家強勢政策的推動下,未來的發(fā)展?jié)摿Σ豢尚∮U。

美國美國早于1997年時,就開始探勘大西洋(600558,股吧)海底的可燃冰,并于2007年在阿拉斯加山北坡鉆探出可燃冰,成為海陸雙收的可燃冰開采國。此外,由于美國過往在石油開采過程中所累積的水平鉆井、水力壓列技術(shù)相當(dāng)成熟,因此近年在頁巖氣資源的取得上,也以世界大二大蘊藏國之姿,一舉由天然氣的進(jìn)口大國而逐步轉(zhuǎn)換自給自足之態(tài)勢。此外,美國并同時向歐洲輸出頁巖氣開采技術(shù),影響所及,英、法、與波蘭等國,均有相當(dāng)斬獲。由于歐洲可開采的頁巖氣相當(dāng)于俄羅斯天然氣儲量的25%,加上美國自給量日增,連帶也沖擊了俄羅斯的天然氣出口量與影響力。




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標(biāo)簽:中外 專家 共謀