我国可燃冰开发是如何奋起直追?
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发布时间：2022-04-23 06:05
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时间：2023-07-01 19:59
各国随着石油资源的即将告罄，都迫切找到一种新的替代能源。可燃冰的出现，使人类的能源供应出现新的曙光，人们又看到新的希望。自20世纪80年代以来，美国、俄罗斯、日本、韩国等及欧盟均相继投入巨资进行可燃冰调查研究，印度、墨西哥、印度尼西亚等发展中国家也将可燃冰列入国家研究开发计划。据统计，目前已经有30多个国家和地区开始着手这项研究。
我国对于燃冰的实质性调查和研分始于1999年，与发达国家相比整整晚了30年。1999年开始，广州海洋地质调查局首次开展以天然气水合物为目的的高分辨率地震调查。1999～2001年，广州海洋地质调查局开展了南海北部天然气水合物资源前期的调查工作，首次在我国海域发现天然气水合物存在的地震标志——似海底反射。2002年，国家同意设立“我国海域天然气水合物资源调查与评价”国家专项，要求在我国南海北部、西部及南部陆坡区和东海冲绳海槽西部全面开展天然气水合物调查与评价，并特别强调，圈定2～3块勘探远景区，选准前景良好的若干突破靶区，实施钻探，取得战略性突破，为进一步勘探开发这一新能源提供后备基地。也是在这一年，国家“863”计划批准了广州海洋地质调查局提出的“天然气水合物探测技术”课题。至此，我国才真正开始了探索“可燃冰”的科学旅程。
虽然我们已经取得可燃冰依然的样品，但是我们与国际研究水平存在很大的差距，既包括可燃冰调查研究领域的差距，也包括我们国家较美国、日本等在电子、机械、船舶、深水钻探等领域的整体差距。
好的民族生存空间取决于新能源的发现和良好的消费方式，开发新的能源技术也就是促进一个民族提高生存能力。由于发达国家将可燃冰的研究视为重要的*而严禁外泄，我国除应最大限度地借鉴世界上先进国家的经验外，还要依靠我们自力更生。
严峻的形势表明，我国在发展可燃冰领域要奋起直追自主创新。要根据我国的经济发展情况，因地制宜地调整我国的能源结构，合理利用各种能源。对于可燃冰，也要根据其本身特点，根据我国的能源需求状况合理开发利用，力求做到成本最低、利用效能最大、对环境影响最小。
四、硕果累累
经过科技工作者的不懈努力，已经在可燃冰探索旅程上取得累累硕果我国。在可燃冰基础理论研究方面，我国已经打下坚实的基础。近年来，中国石油大学(北京)在此项基础理论研究课题方面取得了可喜的进展。中国石油大学已建立起国内规模最大、功能最齐全的水合物科学研究和技术开发实验室，在水合物热力学、动力学等基础研究方面取得了一系列创新性成果。目前，“天然气水合物勘探开发关键技术”项目已被列入“十一五”“863”计划海洋技术领域重大项目中。项目将重点开发天然气水合物成矿区带的高精度地球物理和地球化学勘探技术，自主研发水合物钻探取样技术与装备，开展钻探、开发及环境影响评价等关键技术研究，集成海域天然气水合物目标快速探测系统平台，初步形成天然气水合物资源勘探技术系列和装备，为可燃冰开发作技术储备。
开展海域可燃冰资源调查与评价最重要的难题是在海底表层钻可取可燃冰样本。由于不能保持沉积物的原位压力与温度，利用传统取样器对深海表层沉积物进行取样时，样品中的可燃冰也会由于温度、压力、光照等条件的变化挥发而无法获取。为此，作为国家“863”计划的“可燃冰探测技术”将此作为重要研究内容。
2005年底，以广州海洋地质调查局为依托单位的国家“863”计划——“天然气水合物探测技术”研究课题，在北京通过主题专家组的验收。在结题报告书上，13家科研机构及院校攻关人员罗列了九大创新性成果。目前，该研究课题已经获得和5项发布国家发明专利，5项国家新型实用专利，获得国家计算机软件著作权登记证书8项；初步形成了适合我国海域特点的“可燃冰”探测技术系列，其中部分成果达到国际先进水平。
最近，我国可燃冰勘探设备的研制有了突破。我国首套深水浅孔可燃冰保真取样器由国土资源部广州海洋地质调查局负责监制，浙江大学海洋技术和工程中心及流体传动国家重点实验室设计研制而成。该取样器借鉴了重力活塞式取样器结构，可直接插入海底采集样品，并对样品进行保温保压处理。该设备主要性能指标经南海北部海上试验表明已达国际领先水平。这套设备搭载我国“海洋四号”科学考察船在南海北部海域进行的第二次海上试验，成功保真采集到位于水深1940米下的深海沉积物样品。取样器返回甲板后，经现场和多次保压测试，各项技术指标均达到设计要求。取样器内气体经气相色谱仪现场初步测试分析，其主要成分为甲烷。获取实物样品是可燃冰资源调查的实质突破，这一难题已由我们的科学家们突破性攻克。
2007年5月，我国启动可燃冰三维实验模拟技术。该课题由中科院广州能源研究所、中国石油大学、国土资源部广州海洋地质调查局等联手实施的可燃冰三维实验模拟技术研究，已正式启动。可燃冰三维实验模拟技术研究课题充分利用国外先进的研究技术和基础，采用数值计算、理论分析、实验模拟相结合的研究方法，综合考虑海上可燃冰开采将面临的技术挑战和风险，综合运用各学科基础及交叉领域，是一套服务于可燃冰开采技术研究的实验模拟和数值模拟技术研究平台。这一课题的正式启动可为我国对可燃冰的开采做好技术储备。
调查海底可燃冰，对船舶要求很高。2008年10月8日，我国第一艘自主研制的可燃冰综合调查船“海洋六号”在武昌造船厂建成下水。该船总长106米，型宽17?4米，型深8?3米，设计吃水5?5米，设计排水量为4600吨，续航力为15000海里。这艘能在海上航行60天无需补给的可燃冰调查船的研制成功，无疑会推进我国海上可燃冰的开发进程。
与此同时，我国实验室合成可燃冰也取得了显著成绩。中国石油大学仪器仪表研究所与中科院广州能源研究所、黑龙江科技学院等单位合作，在可燃冰模拟实验系统研制方面取得一系列进展，连续研发了天然气水合物生成与开发模拟实验技术和多套相关仪器设备系统，包括一维长管开采模拟实验系统、二维平板开采模拟实验系统、三维开采模拟实验系统、天然气低温储存和输送实验系统以及多孔介质中天然气水合物热动力学模拟实验装置等。
该套实验装置有三个更生要特点：一是可视化程度高，能直接看见天然气水合物的生长过程，还可以用光、声、电多种检测方法探测天然气水合物的形成和分解；二是测试精度特别高，能清楚测出天然气水合物形成和分解的压力和温度；三是自动化程度高，实验中的数据采集与处理、图像采集均由计算机控制完成。应用这些模拟实验技术与设备，实验室合成天然气水合物取得了*成功，并成功地点燃了提取出的气体。
实验通过模拟海底低温高压的环境，使反映釜中的水和气体发生了变化，并通过安装在反映釜中的*镜头记录下了这一变化的全过程。实验的大致过程是：先把水放在高压釜里，把釜里的空气抽出来，用磁力搅拌器搅拌，使天然气气体溶在水里。在降温过程中，水合物逐渐由小到大结成最终如雪块状的物质，因为水合物密度比水小，因此水合物漂在水的上面。经过几十个小时之后，固化后的天然气水合物就成了我们所说的“可燃冰”。由于各海域地质条件不同，所存在的天然气水合物的成分和形成机制也有所不同，实验室研究结果将为技术勘查和资源评价提供有力的依据。
在我国广大科技工作者的共同努力下，可燃冰勘探开采技术不断取得新的进步，相信在不久的将来，我国也会成为世界可燃冰开发科技大国，将海底的可燃冰顺利开采出来，在保证环境安全的同时，为我国提供清洁的替代能源，使我国的能源安全和经济发展得到有力保障，确保我国实现经济发展目标，逐步走向富强。
