中國天然氣水合物開發(fā)研究的戰(zhàn)略選擇
不斷加大的石油和煤炭對外依存度對中國能源安全提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，加強我國天然氣水合物的開發(fā)研究迫在眉睫。
青藏高原的誘惑
現(xiàn)有經(jīng)驗證明，天然氣水合物的勘探開發(fā)利用首先最有可能在陸地凍土區(qū)突破，然后再借鑒到海底勘探開發(fā)上。陸上多年凍土區(qū)中的天然氣水合物勘查成本低、開采安全系數(shù)高，開采對生態(tài)環(huán)境影響小，被譽為海底天然氣水合物開發(fā)利用的天然試驗場。因此，陸域多年凍土區(qū)天然氣水合物的開采較海域天然氣水合物的開采便利，是天然氣水合物開發(fā)研究的首選之地。
中國是世界第三大凍土大國，青藏高原和大興安嶺地區(qū)存在著大片凍土區(qū)，多年凍土面積達215萬平方公里，占國土總面積的22.4%。青藏高原多年凍土區(qū)是世界中低緯度區(qū)海拔最高、面積最大的凍土區(qū)，也是典型的高山凍土區(qū)，平均海拔高達4000米，面積達150萬平方公里，約占全國凍土面積的70%，多年凍土區(qū)面積占世界多年凍土面積的7%，是天然氣水合物一個重要的資源遠景區(qū)。2009年9月25日，中國在青藏高原多年凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)并成功鉆探獲取到“可燃冰”實物樣品，這是世界上第一次在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物�？茖W(xué)家粗略估算，其遠景資源量至少有350億噸油當(dāng)量。
伴隨青藏鐵路的全線貫通和商業(yè)運行，中國已經(jīng)掌握大量多年凍土區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)，并有較好的施工基礎(chǔ)和較為便利的交通，使青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物開發(fā)具有較強比較優(yōu)勢。
當(dāng)前，中國應(yīng)選擇青藏高原多年凍土區(qū)重點部署天然氣水合物的開發(fā)研究，先從多年凍土區(qū)天然氣水合物的開發(fā)研究入手，實施開采實驗，同時積累開采經(jīng)驗和開采技術(shù)，成熟之后，再轉(zhuǎn)向海域天然氣水合物的開發(fā)利用。
盡快探明資源儲量
目前，中國青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的調(diào)查研究工作還顯不足，對整個青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的可能分布狀況和資源潛力不夠清楚。因此，準確評價青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的儲量分布十分必要。
現(xiàn)在，世界上多年凍土區(qū)天然氣水合物的開發(fā)研究主要集中在俄羅斯西伯利亞、美國阿拉斯加以及加拿大麥肯齊三角洲，這些地區(qū)的地理位置都在北極圈附近，屬于極地多年凍土區(qū)。中國青藏高原多年凍土區(qū)都分布在中緯度地帶，與極地多年凍土區(qū)的狀態(tài)不完全相同，由此可能引起天然氣水合物賦存條件和基本特征的差異，需要在借鑒國外經(jīng)驗的同時充分考慮我國青藏高原的特殊性。
嚴酷的自然地理和氣候條件阻礙了地質(zhì)工作的進展，使青藏高原成為中國地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查程度最低的地區(qū)之一，基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)缺乏，某些地區(qū)至今仍是地質(zhì)礦產(chǎn)工作的空白區(qū)。盡管已在青藏高原凍土區(qū)開展了凍土、區(qū)域地質(zhì)、油氣資源等相關(guān)調(diào)查研究，但因地理條件限制，工作程度較低，且多集中在青藏鐵路沿線，對凍土區(qū)腹地鮮有涉及。對天然氣水合物，目前的工作集中在成礦條件研究，調(diào)查工作相對較少。
鑒于青藏高原多年凍土區(qū)薄弱的地質(zhì)工作基礎(chǔ)，當(dāng)前應(yīng)首先開展實際地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、鉆探調(diào)查，開展多年凍土區(qū)多孔介質(zhì)體系中天然氣水合物的成藏機理、多年凍土和天然氣水合物的地球物理和地球化學(xué)等識別方法和技術(shù)、勘查技術(shù)方法和方案研究，力爭在最短的時間內(nèi)探明青藏高原天然氣水合物的資源儲量狀況。
創(chuàng)新自主開采技術(shù)
開采天然氣水合物是一柄“雙刃劍”，在獲得寶貴資源的同時，也可能給人類帶來嚴重的環(huán)境災(zāi)難。世界各國的經(jīng)驗表明，天然氣水合物開采過程中的最大難題就是保證井底穩(wěn)定，防止因瞬間壓力釋放引發(fā)滑塌等地質(zhì)災(zāi)害，同時更要防止所含甲烷氣體釋放加劇全球“溫室效應(yīng)”。因此，經(jīng)濟、高效、安全和可靠的開采技術(shù)成為實現(xiàn)天然氣水合物開發(fā)利用的決定性因素。
目前，已經(jīng)提出的天然氣水合物開采方法主要有熱解法、減壓法、化學(xué)試劑法、二氧化碳置換法和固體開采法等，從技術(shù)角度看，天然氣水合物開采已具可行性，但迄今仍然沒有真正實現(xiàn)經(jīng)濟、高效、安全、可靠的開采方法。因而，如何對現(xiàn)有的開采技術(shù)進行完善并開發(fā)新技術(shù)，尋找較為理想的開采方法將是一個非常重要的任務(wù)。
面對各國對天然氣水合物開采技術(shù)的嚴格封鎖，中國在最大限度地加強國際合作，充分吸收借鑒國際上天然氣水合物特別是凍土區(qū)天然氣水合物開采經(jīng)驗的同時，更要立足自主創(chuàng)新，積極開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開采技術(shù)，保持在未來能源格局中的戰(zhàn)略地位。
兼顧相關(guān)的新技術(shù)
以氣體水合物的形式儲運氣體是一項新興技術(shù)，指在一定的壓力和溫度條件下，將氣體和水進行水合反應(yīng)，固化成水合物后進行儲運的方法，包括氣體水合物的生產(chǎn)、儲運和分解氣化過程。
由于水合物法氣體儲運方式儲氣量高、成本較低、安全性好，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益，可望對經(jīng)濟地解決西氣東輸問題提供支撐。水合物法氣體分離技術(shù)是利用易生成水合物的氣體組分發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)混合氣體的分離，具有方法簡單，操作條件低等特點，可用于電力、石化、鋼鐵等二氧化碳高排放工業(yè)中新型二氧化碳分離方法，并將二氧化碳分注入海洋中天然氣水合物儲層，不僅封存二氧化碳，同時置換開采天然氣水合物，被認為是二氧化碳永久封存的很好選擇。