簡述
日前，國土資源部召開新聞發布會，宣布我國在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鑽獲天然氣水合物（俗稱“可燃冰”）實物樣品，成為世界上第一次在中低緯度凍土區發現天然氣水合物的國家。
環境問題成“瓶頸”
天然氣水合物賦存於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晶形成的。在標準狀況下，1單位體積的天然氣水合物分解最多可產生164單位體積的甲烷氣體。“天然氣水合物藏的開采會改變天然氣水合物賴以賦存的溫度、壓力條件，引起天然氣水合物的分解，因此，在‘可燃冰’的開採過程中如果不能有效地實現對溫壓條件的控制，就可能產生一系列環境問題，如溫室效應的加劇、海洋生態的變化以及海底滑塌事件等。”國土資源部總工程師、中國地質調查局副局長張洪濤說。
張洪濤介紹，“一方面，全球天然氣水合物中蘊含的甲烷量約是大氣圈中的3000倍；另一方面，天然氣水合物分解產生的甲烷進入大氣的量即使只有大氣甲烷總量的0.5%，仍會明顯加速全球變暖的進程。因此，天然氣水合物開採過程中如果不能很好地對甲烷氣體進行控制，就必然會加劇全球溫室效應。”
除溫室效應外，海洋環境中的天然氣水合物開採還會帶來更多問題。張洪濤舉例說：“甲烷氣體如果大量排入海水中，其氧化作用會消耗海水中大量的氧氣，對海洋微生物生長發育帶來危害；如果進入海水中的甲烷量特別大，還可能造成海水汽化和海嘯等，危害海面作業甚至海域航空作業。”
此外，天然氣水合物在開採過程中還會分解產生大量的水，釋放岩層孔隙空間，使其賦存區地層發生固結性變差，引發海底滑塌等地質災變。“近年來研究發現，因海底天然氣水合物分解而導致陸坡區穩定性降低是海底滑塌事件產生的重要原因。”張洪濤介紹說。
仍處於科學勘探階段
作為21世紀極具商業開發前景的新型戰略資源，“可燃冰”成為許多國家和部分國際組織關注的熱點，但是目前全世界對“可燃冰”的研究大都處於科學勘探層面，尚未進入實質性商業開發階段。目前的主流預測是：在2020年前後能實現陸上凍土區天然氣水合物的商業性開發，2030年—2050年有望實現海底天然氣水合物的商業性開發。
“2002年春，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Mallik—5L—38井的天然氣水合物進行了試驗性開發，通過注入80攝氏度的鑽探泥漿，成功從1200米深的水合物層中分理出甲烷氣體，同時進行減壓法實驗也獲得了成功。由此，天然氣水合物進入到開發利用階段。”中國地質科學院礦產資源研究所研究員祝有海介紹。
我國對天然氣水合物的調查研究起步較晚。祝有海回憶：“20世紀80年代初，僅有少數研究人員關注國際天然氣水合物的研究進展，並將有關情況介紹到國內；上世紀90年代末期才進入快速發展時期；特別是進入21世紀，國家加快推進天然氣水合物調查研究的進程，經過近十年努力，在海域和陸域先後鑽獲天然氣水合物實物樣品。”
找不到理想開採方法不能大量開採
考慮到“可燃冰”開發不當可能引發的環境地質災害，世界各國均採取了謹慎的態度和明智的做法——在沒有找到理想的開採方法解決對自然界環境的影響之前，不能像常規一次性礦產資源那樣大量開採。
祝有海向記者分別列舉了傳統的和新型的天然氣水合物開採方法。“作為天然氣水合物傳統開採方法中最有前景的一種技術，減壓開采法通過降低壓力促使天然氣水合物分解。此法成本較低，適合大面積開採，尤其適用於存在下伏游離氣層的天然氣水合物藏的開採。但它對天然氣水合物藏的性質有特殊要求——只有位於溫壓平衡邊界附近時，減壓開採法才具有經濟可行性。”對於日本研究者提出的“二氧化碳置換開採法”，祝有海解釋說，其依據的仍是天然氣水合物穩定帶的壓力條件。“在一定溫度下，天然氣水合物保持穩定需要的壓力比二氧化碳水合物更高，因此在特定壓力範圍內，天然氣水合物會分解，而二氧化碳水合物則易於形成並保持穩定。此時向天然氣水合物藏內注入二氧化碳氣體，就可能與天然氣水合物分解出的水生成二氧化碳水合物——這種作用釋放出的熱量可使天然氣水合物的分解反應得以持續進行。”
此外，還有熱激發開採法、化學試劑注入開採法、固體開採法等方法。這些方法的可行性和效果仍需要在今後的實踐中進行檢驗和加以完善。
與已開發國家相比，我國在可燃冰開發利用的“起跑”階段落後了一大步。張洪濤表示，雖然追趕的難度很大，但在為國家找到未來接續能源的緊迫使命感下，中國的地質工作者有責任縮短與已開發國家的差距。“如果說過去的10年，我們完成了一個‘有沒有’的問題，那么今後10年，我們要解決的是‘有多少’以及首采地段和方法的問題——這些能夠順利完成，我國的可燃冰開發利用就有條件進入商業市場了。”
