天然氣水合物藏的開采會(huì)改變它賴以賦存的溫度、壓力條件，引起天然氣水合物的分解，因此，在‘可燃冰’的開采過程中如果不能有效實(shí)現(xiàn)對溫壓條件的控制，就可能引發(fā)一系列環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)的加劇、海洋生態(tài)的變化以及海底滑塌等。

“‘可燃冰’是最有可能改變目前能源結(jié)構(gòu)的清潔能源，我們在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲天然氣水合物(俗稱“可燃冰”)實(shí)物樣品的意義，不亞于發(fā)現(xiàn)大慶油田。”國土資源部總工程師、中國地質(zhì)調(diào)查局副局長張洪濤說。

中國在陸域凍土帶成功鉆獲“可燃冰”的消息引起國內(nèi)外高度關(guān)注。然而當(dāng)一些人為之歡呼時(shí)，也有人開始擔(dān)憂：中國是否即將會(huì)大規(guī)模開采這些“可燃冰”？“可燃冰”開采又會(huì)給環(huán)境帶來怎樣的影響？就這些問題，記者專門采訪了國土資源部、中國地質(zhì)調(diào)查局和中國地質(zhì)科學(xué)院有關(guān)專家。

保證環(huán)境安全才會(huì)開發(fā)

“在環(huán)境問題解決之前，我們不可能進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)性開采。”國土資源部總工程師、中國地質(zhì)調(diào)查局副局長張洪濤在采訪中反復(fù)強(qiáng)調(diào)。

天然氣水合物賦存于海底沉積物和陸地凍土帶中，是由天然氣與水在高壓低溫條件下結(jié)晶形成的。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1單位體積的天然氣水合物分解最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體。

“天然氣水合物藏的開采會(huì)改變它賴以賦存的溫度、壓力條件，引起天然氣水合物的分解，因此，在‘可燃冰’的開采過程中如果不能有效實(shí)現(xiàn)對溫壓條件的控制，就可能引發(fā)一系列環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)的加劇、海洋生態(tài)的變化以及海底滑塌等。”張洪濤說。

據(jù)他介紹，甲烷作為強(qiáng)溫室氣體，對大氣輻射平衡的影響僅次于二氧化碳。“全球天然氣水合物中蘊(yùn)含的甲烷量約是大氣圈中的3000倍，而天然氣水合物分解產(chǎn)生的甲烷進(jìn)入大氣的量即使只有大氣甲烷總量的0.5%，也會(huì)明顯加速全球變暖的進(jìn)程。”

除溫室效應(yīng)外，海底天然氣水合物開采還會(huì)帶來更多問題。他舉例說，甲烷氣體如果排入海水，其氧化作用會(huì)消耗大量氧氣，對海洋微生物生長發(fā)育帶來危害；如果排入海水的甲烷量特別大，還可能造成海水汽化和海嘯等，造成巨大的危害。

此外，天然氣水合物在開采過程中還會(huì)分解產(chǎn)生大量的水，釋放巖層孔隙空間，使其賦存區(qū)地層發(fā)生固結(jié)性變差，引發(fā)海底滑塌等地質(zhì)災(zāi)變。“近年來研究發(fā)現(xiàn)，因海底天然氣水合物分解而導(dǎo)致陸坡區(qū)穩(wěn)定性降低是海底滑塌事件產(chǎn)生的重要原因。”張洪濤介紹說。

他介紹說，我國已積極開展天然氣水合物環(huán)境效應(yīng)研究，利用已有資料和數(shù)據(jù)采集，在海底地質(zhì)災(zāi)害類型和分布、海底工程地質(zhì)特征等方面取得階段性成果。“接下來，我們將針對陸域凍土帶‘可燃冰’開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)加大研究力度”，在沒有找到理想的開采方法應(yīng)對環(huán)境影響之前，不會(huì)像常規(guī)礦產(chǎn)資源那樣大量開采。

不能等靠國外成熟技術(shù)

“‘可燃冰’的形成機(jī)理、成藏理論目前尚未形成成熟理論，而且海底開采技術(shù)極為復(fù)雜，這都是全世界共同的難題，是‘可燃冰’商業(yè)性開發(fā)的瓶頸。”張洪濤說，正因?yàn)檫@樣，世界各國對“可燃冰”開發(fā)都采取了謹(jǐn)慎態(tài)度。

因而，雖然“可燃冰”成為許多國家和國際組織關(guān)注的熱點(diǎn)，但目前全世界對它的研究大都處于科學(xué)勘探層面，尚未進(jìn)入實(shí)質(zhì)性商業(yè)開發(fā)階段。

據(jù)了解，2002年，美國、日本、加拿大、德國、印度5國合作，對加拿大麥肯齊凍土區(qū)的一個(gè)天然氣水合物礦井進(jìn)行了試驗(yàn)性開發(fā)，通過注入80攝氏度的鉆探泥漿，成功從1200米深的水合物層中分理出甲烷氣體，同時(shí)通過減壓法實(shí)驗(yàn)也獲得了成功。“這是目前為止比較成功的天然氣水合物試驗(yàn)開發(fā)。”中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所研究員祝有海介紹。

“從試開采到商業(yè)應(yīng)用還有一段距離，它主要是積累經(jīng)驗(yàn)，得出開發(fā)的思路和標(biāo)準(zhǔn)。”張洪濤表示，目前的主流預(yù)測是，在2020年前后能實(shí)現(xiàn)陸上凍土區(qū)天然氣水合物的商業(yè)性開發(fā)，2030—2050年有望實(shí)現(xiàn)海底天然氣水合物的商業(yè)性開發(fā)。

由于起步較晚，相比其他國家，我國的可燃冰研究進(jìn)程晚了5—7年。“所以我們感到非常緊迫，雖然有些國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)性開發(fā)，但技術(shù)細(xì)節(jié)都十分保密，我們也不能等別人的技術(shù)方法都成熟了再去用，必須加緊自主開發(fā)合適的方法和技術(shù)。”張洪濤說。

“如果說上一個(gè)10年，我們解決了‘有沒有’的問題，那么接下來的10年，我們就是要回答‘有多少’的問題。”張洪濤說，“下一步要繼續(xù)開展天然氣水合物調(diào)查工作，同時(shí)要針對不同地質(zhì)條件研發(fā)合適的勘探方法。”

他認(rèn)為，樂觀估計(jì)，如果能在10到15年內(nèi)完成以上工作，就可以進(jìn)行試驗(yàn)性開采，然后再經(jīng)過5年試開采，有可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采。他呼吁，為了這一目標(biāo)能順利實(shí)現(xiàn)，中國政府應(yīng)把可燃冰的研究項(xiàng)目列入“十二五”規(guī)劃中。