2016年01月13日 星期三

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跬步千里,开发产业化并非遥不可及

——我国海域天然气水合物成功试采的前因后果深度透视之四

来源:中国矿业报 作者:周铸 发布时间:2017-06-05

“人们距离开采一种储量明显超过常规石油和天然气的资源更近了一步。” 德国的《南德意志报》在报道我国海域天然气水合物试采成功的消息时给出了这样的评价。英国的BBC也表示:“这是第一次,人们终于开始相信大规模开采可燃冰前途光明。”

 国内外天然气水合物资源勘查历程

试采成功的消息,除了引起国内外各大媒体的热议外,也引发了公众对“可燃冰”发展前景的讨论和思考。有人认为,本次试采成功说明我国在某些关键技术上已经达到了世界领先水平,实现产业化指日可待;也有人认为,作为一次试验性质的开采,其成功并不表示我们已经具备了大规模开采的条件,而且,受制于各种主客观因素,实现产业化似乎是一个“不可能完成的任务”。

面对众多或喜或忧的观点,有权威专家表示:“人们能够理性地探讨这个问题,从某种程度上说明了公众科学素养的提升。但正如中共中央、国务院发来的贺电所说:海域天然气水合物试采成功只是万里长征迈出的关键一步,后续任务依然艰巨繁重。”

产业化是趋势,目前刚刚起步

根据经济学的成本效益分析理论,针对某一产业,只有当效益超过成本,开发和投资者才会着手进行工作。这一理论同样可以用来从市场经济的角度分析海域天然气水合物的产业化进程。

依据产业化的概念,某种产业必须在市场经济条件下,以行业需求为导向,以实现效益为目标,依靠专业服务和质量管理,形成系列化和品牌化的经营方式和组织形式,其形成发展过程可以细分为导入阶段、发展阶段、稳定阶段和动荡阶段。

因此,在市场经济条件下,要对海域天然气水合物进行产业开发的直接原因就是其作为矿产资源的经济价值,但当这种经济价值所带来的经济效益无法达到市场预期,甚至无法满足成本需求时,会出现两种结果:要么就是天然气水合物不适合作为商品进行开采,要么就是开采出来的天然气水合物因价格太昂贵而无法被人们使用。

而从海洋可持续发展的角度来说,如果目前要实现海域天然气水合物的产业化,必然会从一定程度上对海洋生态和环境造成影响,因此,也只能在两种情况下,海域天然气水合物的产业化开发才能得以实现:要么是其产业化发展所带来的经济价值显著大于所造成的环境价值损失,要么是技术的进步使其产业化发展几乎不会对环境造成任何影响。

当然,这只是从理论的角度分析海域天然气水合物产业化过程中可能会遇到的一些情况。从目前我国试采成功的经验来看,只能说是为海域天然气水合物的产业化创造了可能性,还远未到考虑经济效益的阶段。从更大程度上来说,也是为我国改变能源结构、提升能源安全提供了一个机会。而且,人与自然和谐共存已经成为世界性的共识与发展主题,在推进海域天然气水合物产业化的过程中,保护海洋生态、推进绿色发展是一条不能逾越的底线,因此也要求我们不能以牺牲环境的代价来换取产业化的发展。

本次试采成功,标志着我国对海域天然气水合物的勘查开发的理论、技术、工程、装备等取得了突破,为产业化奠定了技术基础,但在规模化开采的工艺技术和设备完善方面,仍需要解决诸多技术问题。从产业化的理论概念来说,我们可以将这一阶段归为天然气水合物产业化的导入阶段——即该产业的技术研究开发和生产技术的形成阶段。因此,我们可以断定,我国海域天然气水合物的产业化之路才刚刚开始。

未来十分美丽,面临诸多难题

对于矿产资源的产业化开发,既要对其储存的地质状况进行分析,还要根据开发的经济投资和技术水平进行衡量,只有这样才能决定是否开发、开发规模的大小、开发年限的限制等问题。

作为一种新兴的矿产资源,海域天然气水合物的开发前景普遍认为潜力巨大。据美国科学家科温沃登(Kvenvolden)1988年的预测,全球天然气水合物资源量约为2.1×1016 立方米,相当于21万亿吨油当量,这一结果已被国际科学界广泛引用。而中国地质调查局根据天然气水合物资源类型及赋存状态,结合我国地质条件,初步预测我国海域天然气水合物资源量约为800亿吨油当量。

这样看来,作为可能用于替代石油和天然气的清洁能源,海域天然气水合物在我国不仅存量丰富,而且现在也实现了稳定产气,是不是离产业化真的就不远了呢?对此,有专家表示,我国开发利用天然气水合物,前景固然乐观,但不能低估产业化过程中面临的困难,必须做到技术上切实可行、经济上有利可图、环境上不能有害。

从目前来看,我国海域天然气水合物产业化虽然已经迈出了坚实的第一步,取得了核心技术的突破,但仍然面临着很多急需解决的难题。

一是开采成本。目前海域天然气水合物的开采成本远高于常规油气的开采成本,暂时无法带来经济效益。

二是勘探难度。海域天然气水合物主要分布于远离陆地的深海区,前期的资源勘查与评价、矿体圈定均需做大量的勘查工作,后期的开发也需要大量的设备、仪器等,这都需要大量的人力投入和资金支持。

三是环境风险。深埋于海底的天然气水合物开采难度极大,而且如果要进行大规模开采,需要承担影响海洋生态、气体溢漏、海底地质灾害等环境风险的不确定性。

四是技术难度。产业化涉及到天然气水合物从开采到运输到储存的全部环节,需要系统的技术支撑。

五是政策制度。天然气水合物作为一个新兴矿种,目前并没有与之相匹配的矿业权管理制度;而且,其产业化的市场主体也尚不明确,准入门槛较高,其产业化所需的产业、人才、财政、税务、金融、法律、土地、海洋、生态、环保、安全、能源、装备、准入资质等法规条例、技术标准及相关政策尚未完善,很多几乎仍是空白。

参考相关经验,探索合理模式

国际上较早开展海域天然气水合物相关研究工作的几个国家包括前苏联、美国、日本、加拿大等。但目前公开的相关资料显示,尚未有任何一个国家成功进行了海域天然气水合物的产业化开采。

以日本为例,作为最早建立国家级天然气水合物研发计划的国家之一,其对天然气水合物的关注可追溯至上世纪80年代。直到2001年7月,日本经济产业省发布了《日本天然气水合物开发计划》,明确将其对天然气水合物的研究开发分为3个阶段:第一阶段(2001~2008财年),推进基础研究(勘探技术等),选择资源区域作为近海试采的对象,通过陆上试采的实施进行技术验证等;第二阶段(2009~2015财年),推进基础研究(生产技术等),在日本近海区域实施海上试采等;第三阶段(2016~2018财年),相关技术实现商业化开发,开展经济和环境影响评价等。

这份计划明确提出了日本天然气水合物的产业化时间表。从目前公开的信息来看,日本虽然已经进入计划的第三阶段时限,有关机构和企业也一直在为天然气水合物资源商业化开发而不懈努力,但其技术仍未达到实现大规模产业化开采的要求,处于试采试验阶段。

美国在20多年前也制订了《美国地质调查局天然气水合物计划》。这一计划一直在为推进认识美国和国际天然气水合物的科学研究做着贡献。在“页岩气革命”成功后,美国一举改变了自身能源结构体系,因而从战略上还未将天然气水合物这一新兴能源矿产的产业化提上日程。

但美国并未停止对天然气水合物的研究工作。资料显示,美国一直在与日本、印度、韩国等国政府部门密切合作,共同开展天然气水合物的相关研究,以期确定天然气水合物在未来国内能源资源中所扮演的角色,并尝试找出天然气水合物勘探开发过程中可能产生的潜在环境与经济影响。其研究成果最为显著的两个地区分别是阿拉斯加北部斜坡带和墨西哥湾,分别代表了永久冻土和海洋背景的天然气水合物。

由此看来,天然气水合物的产业化目前并没有一套已经成熟的方法和模式,也就是说,没有太多的经验可资我国借鉴。从本次试采成功的意义来说,虽然我们离产业化的距离依旧遥远,但走出的这关键一步已经能让我国暂时处于行业领跑的前沿。要想一直处于领跑位置,就必须探索出一条适合我国国情的产业化道路,这也是下一步国家多部门、多行业要共同思考和解决的重要问题。

多方联手推进,加速发展进程

海域天然气水合物的开发是一项综合性很强的复杂工程,不仅涉及到物理、化学、热力学、地质、环境、油气工程、海洋工程等多个学科,其产业化进程更是具有复杂的网状价值链,需要跨部门、跨行业的密切合作,更需要协调政府机构、相关企业、科研院校等多方面的优势,共同推进。

从国家层面来说,“十三五”规划中已经明确将推进天然气水合物资源勘查与商业化试采列入了能源发展重大工程;国土资源部作为天然气水合物勘查开发工作的牵头实施部门,肩负着从资源层面为天然气水合物产业化发展做好政策支撑的重任。

国土资源部地勘司司长于海峰表示,下一步将借鉴页岩气开发经验,建议将天然气水合物设立为我国新矿种(第173种矿产);同时,将天然气水合物纳入新兴战略产业目录,制定相关产业政策,鼓励和引导企业参与勘探开发,推动天然气水合物开发利用进程。此外,还将加强矿产资源管理,由国土资源部审批并颁发天然气水合物勘探开发审批许可证、采矿许可证,划定勘探区块,做好矿权登记。

而作为国家基础性、公益性、战略性矿产资源的调查研究单位,也是海域天然气水合物勘查试采的组织实施单位,中国地质调查局在推进天然气水合物产业化进程中也将发挥重要作用。

中国地质调查局副局长李金发表示,下一步将坚决落实中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功的贺电精神,按照国土资源部党组的决策部署,紧紧围绕加快推进天然气水合物勘查开采产业化的目标要求,开展一系列调查评价和科技创新工作。

一是争取神狐海域试采成果最大化。继续延长试采科学研究时间,精心实施好后续试采工作;系统总结本次试采的经验,科学评价天然气水合物开发的经济技术条件;系统梳理分析技术经济参数和工程管理经验,为后续工作提供工程技术和管理模式支持。

二是加大天然气水合物资源调查力度。开展区域性的资源调查评价,摸清资源家底;开展重点区的普查,落实资源量;开展重点目标区的详查,提供2~4个大型资源基地,为推进产业化奠定坚实的资源基础。

三是开展不同类型天然气水合物试采。研发适应不同类型特点的试采工艺和技术装备;开展重点目标区的试采;建立适合我国资源特点的开发技术体系。

四是把加强环境保护放在突出位置。围绕环境保护进一步完善理论技术方法体系,为安全可控的资源开发创造条件;持续开展环境调查与监测,获取海洋环境参数,评价天然气水合物环境效应;加强环境保护与安全生产技术研发,实现天然气水合物绿色开发。

五是加强科技创新平台建设,提高海洋科技创新能力。创建国家重点实验室、工程技术中心等创新平台;建立产学研用创新联盟,建设一流团队。

此外,我们还应重视对相关技术、方法和设备仪器的研发、示范和推广,并针对具体的天然气水合物赋存特征、地质条件等建立和形成相关勘查与试采规范,以形成具有我国自主知识产权的天然气水合物开发利用体系。

从市场层面来说,应尽快研究天然气水合物产业化所需的财务、金融、法律、准入等方面的法规条例、技术标准及相关政策,以公益性的天然气水合物调查工作,拉动商业性勘查开发工作,积极吸引企业资金参与并开展国际合作,加快推进天然气水合物产业化进程。