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日本成世界首个掌握可燃冰甲烷提取技术国家


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站  2013-03-21

 

日本成世界首个掌握可燃冰甲烷提取技术国家

 

正在燃烧的甲烷水合物球,这种物质被形象地称之为“可燃冰”。现在,日本已成为世界上第一个成功从沿海化石燃料“可燃冰”中提取甲烷的国家

正在燃烧的甲烷水合物球,这种物质被形象地称之为“可燃冰”。现在,日本已成为世界上第一个成功从沿海化石燃料“可燃冰”中提取甲烷的国家

一幅航拍照,展示了“地球”号深海勘探船,航行于日本中部爱知县的太平洋海域。“地球”号的任务是勘探可进行开采的甲烷水合物,也就是所说的“可燃冰”

一幅航拍照,展示了“地球”号深海勘探船,航行于日本中部爱知县的太平洋海域。“地球”号的任务是勘探可进行开采的甲烷水合物,也就是所说的“可燃冰”

爱知县的一个燃烧器,正在燃烧甲烷。可燃冰是一种甲烷水合物,外形与果冻类似,埋藏在世界各地的大陆架下方。能源专家表示可燃冰是下一个主要能源

爱知县的一个燃烧器,正在燃烧甲烷。可燃冰是一种甲烷水合物,外形与果冻类似,埋藏在世界各地的大陆架下方。能源专家表示可燃冰是下一个主要能源

甲烷水合物在海洋沉积物或者永久冻结带地下形成,当地的化学反应和微生物将有机物分解,产生甲烷,而后在高压下冻结

甲烷水合物在海洋沉积物或者永久冻结带地下形成,当地的化学反应和微生物将有机物分解,产生甲烷,而后在高压下冻结

全球已知和疑似可燃冰资源分布图。源专家表示可燃冰是下一个主要能源

全球已知和疑似可燃冰资源分布图。源专家表示可燃冰是下一个主要能源

  新浪科技讯 北京时间3月15日消息,据国外媒体报道,日本成为世界上第一个成功从沿海化石燃料“可燃冰”中提取甲烷的国家。这项成就由日本的石油天然气金属矿物资源机构取得。可燃冰是一种甲烷水合物,外形与果冻类似,埋藏在世界各地的大陆架下方。能源专家表示可燃冰是下一个主要能源。

  含有甲烷的可燃冰此前被认为只存在于太阳系外侧。科学家表示可燃冰是一种“新页岩气”。日本石油天然气金属矿物资源机构指出,他们成功从日本中部海域的甲烷水合物沉积物中提取甲烷。日本的所有能源几乎全部依赖进口,自2001年以来,日本政府投资数亿美元研发相关技术,用于从沿海甲烷水合物沉积物中提取甲烷。

  日本是世界上头号液化天然气进口国,两年前的福岛第一核电站事故深深触动了日本的能源部门,开采国内天然气资源的呼声也越来越高。日本贸易部门表示开采可燃冰的试验将持续大约两周时间,随后对开采量进行分析。6年内,日本有望实现商业开采。

  甲烷是天然气的一个重要成分,加拿大、美国、挪威和中国也在积极研发甲烷水合物开采技术,将开采的甲烷作为一个重要的替代能源。2012年2月,英国政府官员和专家指出设得兰群岛西部海域可能蕴藏着大量甲烷水合物。能源大臣查尔斯-亨得利当时指出政府认为苏格兰海域“可能”蕴藏着这种资源。他说:“设得兰群岛西部海域可能存在大量甲烷水合物,但尚未得到证实。由于没有开采这种资源所需的商业技术,目前还无法对储量进行评估。”

  借助于本国科学家研发的新技术,日本成功从沿海的甲烷水合物中提取甲烷。工程师利用减压的方式让甲烷水合物变成甲烷气体。日本政府认为这种方式的效率超过日本在2002年成功测试的热水循环法。2008年,石油天然气金属矿物资源机构首次成功验证提取技术,试验持续了近6天。当时,他们成功从加拿大永冻土地下深处开采的甲烷水合物中提取甲烷气体。

  甲烷水合物是甲烷和水的混合物,在确定压力和环境下形成。根据日本进行的一项研究,日本太平洋海域的南海海槽东部至少蕴藏着40万亿立方英尺(约合1.1万亿立方米)甲烷水合物,相当于日本11年的天然气消费量。在两年前福岛核事故发生后,日本的绝大多数核电站关闭。2012年,日本液化天然气进口量创历史纪录,达到8730万公吨。(孝文)

    [新浪网]

日本成功从海底可燃冰中提取天然气 系全球首次

 

  本报记者 郭云青

  日本12日宣布成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷,成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。据称可燃冰在日本附近海域分布广泛,埋藏量足够日本使用100年。日本希望2018年开发出成熟技术,实现大规模商业化生产。那么,日本成功从海底可燃冰中提取出甲烷,这对全球能源结构有什么意义?中国可燃冰研究采掘已取得什么进展?中国海域和陆域有多少可燃冰的资源?记者连线了可燃冰研究资深专家、浙江工业大学教授裘俊红,就这些读者关注的问题作出解答。

  专家:日本的开发计划可能过于乐观

  采掘试验由日本经济产业省属下的石油天然气金属矿物资源机构实施。该机构利用地球深处探测船“地球”号,从爱知县渥美半岛附近约1000米的海底挖入330米,到达可燃冰层后,通过把可燃冰中的水分抽出降低其压力,使水和甲烷分离,然后提取出甲烷。该机构将继续在该海域进行为期两周左右的采掘试验,以进一步完善技术。

  裘俊红表示,日本从海底可燃冰中分离出甲烷,如果日本能够把这项技术实现商业化利用,那么必然对日本乃至全球的能源消费结构产生很大的影响,或推动全球能源结构转型。日本原计划于2010年实现可燃冰的开发利用,现在又推迟到 2018 年开发出成熟的可燃冰商业开采技术。这一计划在时间进程上可能仍然过于乐观,因为海底可燃冰的开采是一个难题,许多问题还没有解决,特别是可燃冰的大规模商业开采对海底环境和温室效应的影响到底有多大还不清楚。

  福岛核电站事故促使日本加速开发新能源

  2011年3月福岛第一核电站事故后,日本核电站相继停止运转。为弥补电力缺口,日本不得不依赖火力发电,用于火力发电的天然气、石油等进口猛增,使日本出现巨额贸易赤字。日本期待通过可燃冰的商业化生产降低甚至摆脱对外依赖,实现能源自给。日媒称,即将出台的日本政府《海洋基本计划》将明确提出到2018年确立可燃冰商业化生产技术。

  此外,美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等国家政府也都分别制定了有关可燃冰的长期研究计划,计划在5~10年内实现可燃冰的商业开采。

  由于担心技术不成熟可能导致海底大量温室气体涌入大气加速全球变暖,各国在开采设计上都非常谨慎。

  中国可燃冰研发居世界先进行列

  裘俊红说,1999年我国“新一轮国土资源大调查”国家专项开始实施,由此展开对海底和陆域永冻土区的可燃冰资源的实质性调查和研究。2007年5月在我国南海北部神狐海域成功钻获可燃冰样品,成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划采到可燃冰实物样品的国家,标志着中国可燃冰调查研究水平已步入世界先进行列。2008年11月我国又在祁连山南缘青海省天峻县木里镇钻获可燃冰样品。

  “目前可燃冰的开采主要面临三个问题:一是技术层面上的困难;二是成本是否合算;三是环境破坏的问题。相对海底可燃冰的开采,陆域可燃冰要容易和环保些。”裘俊红说,“我国会先从陆地冻土进行试验、开采,然后再运用到海底可燃冰的开采。计划2020年—2030年为可燃冰开采试生产阶段,2030年—2050年进入商业开采阶段。”

  中国可燃冰储量大,真正利用至少需20年

  据估计,在我国 215 万平方公里的永冻土区下,可燃冰的远景资源量可达 350 亿吨油当量。我国海域可燃冰控制资源量达 40 亿吨油当量。

  那么,可燃冰是否将成为继石油之后人类所依赖的重要新能源?裘俊红说,当今世界对常规石油天然气资源的消耗巨大,预计在四五十年之后全球的油气资源就会枯竭。可燃冰与石油天然气相比,具有储量大、使用方便、燃烧值高、清洁无污染等优点,所以可燃冰被作为一种潜在的继石油天然气之后人类所依赖的重要新能源,但国人真正接触利用可能至少还要20年的时间。

  什么是“可燃冰”?

  天然气中的轻烃(主要是甲烷)与水在较低温度和较高压力的条件下形成的一类内含笼形空隙的晶体,即天然气水合物。天然气水合物因其外观 类似松散的冰或致密的雪,点火就可燃烧(1立方米的天然气水合物可释放出 164立方米的天然气),所以形象地称它为“可燃冰”。“可燃冰”大多分布在深 海沉积物或陆域永久冻土中,资源量非常丰富。迄今世界上已探明的“可燃冰”资源量相当于全球传统化石能源(煤、石油、天然气、油页岩等)贮量的 2 倍左 右。据统计,全球现已累计发现超过230个可燃冰矿区。

    [新浪网-钱江晚报]

日本成功从海底可燃冰中提取出甲烷

  中新社东京3月12日电 (记者 谢国桥)日本12日成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷,成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。日本希望2018年开发出成熟技术,实现大规模商业化生产。

  采掘试验由日本经济产业省属下的石油天然气金属矿物资源机构实施。该机构利用地球深处探测船“地球”号,从爱知县渥美半岛附近约1000米的海底挖入330米,到达可燃冰层后,通过把可燃冰中的水分抽出降低其压力,使水和甲烷分离,然后提取出甲烷,整个过程约用了4小时。该机构将继续在该海域进行为期两周左右的采掘试验,以进一步完善技术。

  据称可燃冰在日本附近海域分布广泛,埋藏量足够日本使用100年,仅本次试验采掘海域的埋藏量就可供日本使用10年以上。福岛第一核电站事故后,日本核电站相继停止运转。为弥补电力缺口,日本不得不依赖火力发电,用于火力发电的天然气、石油等进口猛增,使日本出现巨额贸易赤字。日本期待通过可燃冰的商业化生产降低甚至摆脱对外依赖,实现能源自给。

  安倍晋三重新上台后,成立了自己亲自挂帅的“综合海洋政策本部”,把海洋资源开发作为其经济增长战略的核心之一。日媒称,即将出台的日本政府《海洋基本计划》将明确提出到2018年确立可燃冰商业化生产技术。日本经济产业相茂木敏充今天在会见记者时表示,油页岩的采掘也曾被认为很困难,现在却已实现大规模生产,希望开发利用日本周边资源的时代早日到来。

  “可燃冰”的正式名称为“甲烷水合物”,是天然气的主要成分甲烷与水在高压低温条件下结晶形成的冰状物,通常存在于永久冻土带或大陆边缘的海域,因其点火就着,俗称“可燃冰”。可燃冰燃烧时产生的二氧化碳仅为煤炭的一半,可有效减少地球温室效应,因此成为备受瞩目的新能源。2002年,包括日本在内的5国成功在加拿大北部永久冻土带的可燃冰层中提取出甲烷。海底采掘需要更先进的技术和巨额资金,因此在日本之前尚未有成功先例。(完)

    [中新网]

 

 

相关报道

我国启动对可燃冰勘探开发新一轮研究

    新华网广州3月16日电(记者 梁钢华)记者从国土资源部广州海洋地质调查局获悉,为加快实现对战略替代能源可燃冰的开发利用步伐,我国启动了对其勘探开发技术的新一轮系统性研究。目前,该专项被科技部批准纳入国家863计划重点项目实施,执行年度为2013-2016年。

    可燃冰是天然气水合物的俗称,是近20年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源,可以作为传统能源的替代品。据估算,世界上可燃冰所含有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍。

    该项目首席科学家、广州海洋地质调查局副总工程师王宏斌介绍说,在中国地质调查局的组织部署下,中国从1999年起开始对海洋可燃冰开展实质性的调查和研究。作为中国海洋可燃冰项目的调查执行机构,广州海洋地质调查局在详实调查基础上,已于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品。近几年来,我国科学家围绕可燃冰开发技术及环境控制等方面的技术难题,已展开对可燃冰成矿地质条件和富集特征等的相关研究。

    王宏斌表示,科技部批准启动的国家863计划项目“可燃冰勘探技术开发”研究专项,将在以往基础上,加快进行可燃冰勘探与开发技术等的研究工作,为我国可燃冰勘查开发事业提供技术支撑。

    [新华网]

可燃冰页岩气成全球替代能源新引擎

 

  根据最新消息,我国已启动对可燃冰勘探开发技术的新一轮系统性研究,同时另一项重要替代能源页岩气的开发也在紧锣密鼓的展开。根据资源开发的5个发展阶段,油气探测总是伴随着勘探开发而率先展开,因此,中国的油气探测行业将有望率先获得发展机遇。

  根据新华社的消息,国土资源部广州海洋地质调查局表示,为加快实现对战略替代能源可燃冰的开发利用步伐,我国启动了对其勘探开发技术的新一轮系统性研究,该专项被科技部批准纳入国家863计划重点项目实施,执行年度为2013-2016年。中国可燃冰的研究开发步伐已经明显加快,有望在全球能源大更迭的前夕,走在世界的前列。

  从页岩气田开发经验来看,替代能源的开发通常划分为5个阶段:(1)资源评估阶段;(2)勘探启动阶段;(3)早期开采阶段;(4)成熟开采阶段;(5)产量递减阶段。 其中在勘探启动阶段中,需要对油气资源开始钻探试验井,测试压裂并预测产量。而后期开采阶段也需要先进测井仪器,可以说油气探测设备是最有可能获得替代能源发展机遇的产业。

  具体来说,油气探测设备在可燃冰领域的大规模应用尚未展开。这主要是因为可燃冰的开采仍处于试验阶段。

  目前可燃冰主要的开采方法有加热法、减压法、添加化学试剂法、二氧化碳置换法和综合法。加热法主要是促使可燃冰温度上升将其分解为甲烷蒸气;减压法主要通过降低压力,使水合物分解为天然气和水。上述开采手段以及之前的资源勘探都需要先进的探测设备。

  页岩气开发技术目前已经基本成熟,在勘探、开发、生产三大环节中,会应用到诸如钻井设备、录井设备、固井设备、测井设备、射孔设备、压力设备、油气水分离设备等众多装备。测井设备方面,随着我国石油勘探开发进一步向复杂岩性油气藏、隐蔽油气藏拓展,探明难度越来越大,测井服务单位对高端、个性化的测井仪器需求进一步加大。目前我国测井作业主要由国外油服公司完成,用于页岩气领域的国产测井设备市场份额还很小,未来10年间页岩气测井设备需求将获得快速增长。国内测井设备公司主要有中油测井、胜利伟业、环鼎科技、中电二十二所、中海油服、吉艾科技、海默科技等。

  吉艾科技

  测井设备创新能力出色

  公司主营石油测井仪器的研发、生产、销售及测井工程服务,是国内石油测井行业技术最先进、成长潜力最大的专业设备供应商之一。石油测井贯穿油气勘探、开发、生产全过程,是石油勘探、开发、生产过程中不可缺少的重要环节。

  国外先进测井仪器制造技术主要掌握在斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿和威德福等少数国际领先的技术服务公司手中,而这些公司已逐步将业务重心转为测井服务定位。在此背景下,国内测井服务单位对自主技术高端仪器有非常迫切的需求,吉艾科技在内的少数国内测井仪器制造商已经打破国外技术垄断,向客户供应可替代进口的自主技术高端设备。

  公司最值得关注的是其创新能力,公司2010 年推出小井眼测井仪器,2012年底推出过钻头测井仪器,并计划2013年底推出LWD随钻测井仪器和压裂设备。公司在测井仪器领域的技术基础扎实,体制灵活。

  公司2012年收入规模2.17亿元,而测井仪器及服务全球市场规模约150亿美元。这一定程度上说明了公司的发展空间。公司近年通过外延式发展并购山东荣兴石油工程有限公司,成都航发特种车有限公司,探索产业链环节的拓展,对应的新增全球市场容量在500亿美元以上,公司具备很大的市场发展空间。

  海默科技

  已进军非常规油气开采

  公司主要从事多相流量计产品销售和移动测井服务和产品售后服务,是国际多相计量领域的技术领导者,也是亚洲市场上领先的油田多相计量整体解决方案提供商。

  从公司2012年业绩快报来看,营业收入约为1.72亿元左右,同比增长15%左右,净利润因为原材料和人工成本的增加而减少。

  与公司相关人士交流获悉,公司并未涉及可燃冰开采领域,但是如果未来在可燃冰开采过程中需要得到实时的油、气、水三相流量数据,公司的产品将会适用。在可燃冰的开采过程中,也需要得到同步的油、气、水三相的流量数据,因此未来公司产品是有可能适用于可燃冰开采的。

  页岩气方面,即将进军非常规油气开采,去年公司的全资子公司海默美国股份有限公司下设的全资子公司海默石油天然气有限责任公司以2750万美元的价格受让Carrizo 公司拥有的位于美国科罗拉多州丹佛盆地的Weld、Morgan 和Adam 县的Niobrara 页岩油气开发项目权益的14.2857%,进军非常规油气领域的决心已经体现。

  (本报数据研究部 陈松 汪思伟)

    [新浪网-上海证券报]

 

 

   

 

 

 

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