可燃冰所有真相不是清洁能源采收率极低商业化还很远地质伤害和环境污染严重.docx

1、可燃冰所有真相不是清洁能源采收率极低商业化还很远地质伤害和环境污染严重可燃冰所有真相：不是清洁能源采收率极低商业化还很远地质伤害和环境污染严重 导读：可燃冰，在上个月成为了能源热词。媒体开始炒作：“可燃冰的储量至少够人类使用1000年”、“汽车加100升可燃冰能跑5万公里！”别逗了！真把可燃冰当成核燃料了?本文作者庞名立冷静分析这类言论，从可燃冰是什么、如何形成、资源量有多少，生成天然气的原理，到可燃冰是否是高效清洁能源、面临什么地质灾害，揭开可燃冰的真面纱，堪称可燃冰的教科书。看完之后，您千万别再被忽悠了！【无所不能 文丨庞名立】科学家已经证实，全球海洋的可燃冰（即天然气水合物，Natura

2、l Gas Hydrates，NGH）中的碳估计至少有10万亿吨，约为当前已探明的所有化石燃料中碳含量总和的两倍。消息一出，媒体开始炒作，有人轻易地计算出海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年，并且把可燃冰称之高效的清洁能源。更有趣的是，把可燃冰炒到啼笑皆非的地步，汽车加100升可燃冰能跑5万公里！别逗了，真把可燃冰当成核燃料了。回顾过去，2013年日本能源厅也曾宣称，日本首次在全球实现了海底可燃冰的提取试验，并力争早日实现商业化开采，后来没有戏了。冷静分析这类言论，揭开可燃冰的真面纱，别被炒作忽悠了。可燃冰是什么？天然气水合物是笼形包合物的一种。它是在一定条件（即合适的温度、压力、气体饱和

3、度、水的盐度、pH值等）下由水和天然气组成的类似冰状的、非化学计量的、笼形结晶化合物，因其遇火即可燃烧，所以也被称为“可燃冰”。可燃冰可用化学式MnH2O来表示，其中M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（即水分子数）。天然气组分如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等同系物以及二氧化碳、氮、硫化氢等均可形成单种或多种天然气水合物，但形成天然气水合物的主要气体为甲烷。对甲烷分子含量超过99的天然气水合物，通常又称为“甲烷水合物”。在全球范围内，可燃冰存在于大陆架边缘、陆上冻土带，或在1万5千年前，由于海平面上升淹没过去的离岸残留的冻土带。可燃冰也可以从沉积物之下开采，如世界上最大的淡水湖贝加尔湖。自然界中可

4、燃冰的稳定性取决于温度、压力及气-水组分之间的相互关系，这些因素制约着可燃冰仅分布于岩石圈的浅部，地表以下不超过2000米的范围内。已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土带和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。全球99%的可燃冰存在于海底的可燃冰稳定带之中。“天然气水合物相图”表示了可燃冰生成的水深-温度-压力的关系。温度越低，水越深，水压力越大，可燃冰越利于生成。可燃冰是怎么形成的？可燃冰为什么这么牛？那得看可燃冰生成可不一般。可燃冰生成有两种途径：由生物气转化而成。地球形成已有46亿年历史，生物界从海洋到陆地经历了38亿年的演化过程，大量陆地生物残体流入海洋，同时海洋生物的死亡

5、就像飘雪一样沉积在海洋之中，称之为海洋雪（marine snow）。巨大量的海生动植物死亡，被厌氧甲烷菌分解生成甲烷，为可燃冰的生成提供了丰富的源泉。由生物气转化而成的可燃冰几乎全部是甲烷。海洋雪是形成储量巨大的可燃冰的基础。由热成因气而成。热成因气是在深层形成，即有机物沉积物热裂解转化和深层原油在高温热裂解转化成可燃冰。油气生成的有机成因与无机成因之争，从未停止。世界上最大的油田加瓦尔油田（Ghawar Oil field）、最大的气田南帕尔斯/北部穹窿凝析气田（South Pars/North Dome），最大的油砂矿阿萨帕斯卡油砂矿藏（Athabasca oilsands），这些巨大的含

6、量并集中在一个狭小的地方难以用有机成因来解释。在地球形成初期，就有巨大量的甲烷包围着地球。这类甲烷或非常规石油热分解出的甲烷是否进入可燃冰，就讲不清楚了。“天然气水合物沉积”图说明，生物甲烷在浅海沉积900米深处生成，而热成因气是从地质断层缓慢渗透出来，生成极厚的可燃冰储层。由于地壳变动，在极地和冻土带也会埋藏丰富的可燃冰。可燃冰资源量是多少？全球可燃冰分布很广，约有27%的陆地是可以形成可燃冰的潜在地区，而在世界大洋水域中约有90%的面积也属潜在区域。我国有多少可燃冰资源量？有几条报道：中国首次钻获可燃冰储量约合1500亿m3天然气。我国陆域可燃冰远景资源量至少有350亿吨油当量，可供我国使

7、用近90年。南海可燃冰资源量相当于650亿吨石油，够我国使用130年。 中国海域预测远景可燃冰资源量近800亿吨油当量，相当于我国常规天然气资源量的2倍。按当前的消耗水平，可满足我国近200年的能源需求。 我国可燃冰远景资源量超过1000亿吨油当量，潜力巨大。可以奇怪地发现，随着年份增长，我国可燃冰储量比年份增长得快。有个国际组织不地道了，把中国的可燃冰储量说得太少了。国际应用系统分析研究所(IIASA)下属组织水合物能源国际 (Hydrate Energy International LLC，HEI)评价了全球可燃冰资源潜力。分析了全球丰富的天然气水合物集中在砂体，并含有巨大的天然气储量。全

8、球天然气水合物在砂体中的地质资源量为1226万亿立方米，其中中国只有5万亿立方米。碉堡了，迷糊了，被耍了，哪个数据对？可以抹稀泥地告诉您：说的都对头。实际上，资源量是估计的数据，不具备商业价值。有的计算很有趣，居然能够从资源量算出可以开采多少年，那绝对是被高智商糊弄了。当您用高技术自信地从地层中获取天然气时，千万别认为地球会乖乖地把远景资源量无私奉献给您，地球会很吝啬地留有余地，因此在能源经济中引入了“可采储量（Reserves）”的概念。也就是说，能够用现代技术采得出，卖得掉的部分，就叫可采储量。也就是说，可燃冰可以利用多少年，不能从资源量而是从可采储量来计算。目前世界各国尚未有可采储量数据

9、。采收率是指从地质储量可回收的估计量，用百分比（%）表示。计算公式：采收率=（估计可回收量/原始地质储量）100常规天然气采收率约达40%60%，而原油一次采收率5%15%，三次采油的收率最高60%。非常规油气采收率是很低的。在非常规储层中滞留着常规油气：致密油、致密气和页岩气。由于渗透率不同，采收率的表现也各不相同。这是走在开发非常规油气资源前沿的美国报道的数据。致密气比较高在1015%之间居多，页岩气比较低了，一般在4%10%之间，最低的是致密油，一般在1%6%之间。由于可燃冰的渗透率极低，其采收率会更低。如有媒体说“世界可燃冰资源量约为2100万亿立方米，可供人类使用1000年”。这个错

10、误在于：简单地把资源量作为可采储量来看待，认为可以百分之百把可燃冰一个也不省地开采出来。可燃冰怎样生产天然气？可燃冰蕴藏着丰富的天然气。1立方米的可燃冰可以产生160170立方米的天然气。可燃冰的生产说起来似乎很简单，见图。随着压力降低或者温度升高，固体可燃冰就可以释放出甲烷和水。可燃冰的开采方法跟常规开采大不一样，目前主要有三种：热激发法。能促使温度上升达到水合物分解的方法。此法是将水蒸气、热水、热盐水或其他热流体泵入水合物地层，也可采用开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器。其缺点是造成大量的热损失，效率很低。特别是在永久冻土区，即使利用绝热管道，永冻层也会降低传递给储集层的有效热量。为了

11、提高热激发法的效率，可采用井下装置加热技术，如井下电磁加热方法。化学药剂激发法。某些化学药剂如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可以改变水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定温度。将上述化学试剂从井口泵入后，就会引起水合物的分解。化学药剂法较热激发法作用缓慢，而且最大的缺点是费用太昂贵。在海洋中由于天然气水合物的压力较高，因而不宜采用此方法。减压法。通过降低压力而引起天然气水合物稳定的相平衡曲线的移动，从而达到促使水合物分解。 一般是通过在水合物层之下的游离气聚集层中，“降低”天然气压力或形成一个天然气“囊”（由热激发或化学试剂作用人为形成），使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和

12、水。开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法，另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的，进而达到控制水合物分解的效果。减压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发，因而可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。但是，只单独使用减压法开采天然气水合物的速度很慢。单独采用任何一种方法来开采天然气水合物都是不经济的，只有结合不同方法的优点才能达到对水合物的有效开采。如将减压法和热开采技术结合使用，即用热激发法分解天然气水合物，而用减压法提取游离气体。目前开采的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。可燃冰气藏的最终确定必须通过钻探，其难度比常规海上油气钻探

13、要大得多，一方面是水太深，另一方面由于可燃冰遇减压会迅速分解，极易造成井喷。有个基本概念容易被搞懵，什么叫产量？人们可以顺口说出，产量是工厂生产的数量。在能源经济中，产量即商品量，指进入市场并其价格能为消费者接受的数量。说得具体点，天然气从井口采出来的数量，称为井口量，减去通过加工缩减损失量、多余天然气回注量、管输损失量和放空烧却量，此时得到的数量是进入能源市场的产量，此产量的价格必须消费者能够接受。美国页岩气讲得清楚，页岩气的可采储量和产量，可是可燃冰就不敢讲了。目前，各国开采得可燃冰只是燃烧放空，严格来说，都不能叫产量，但对媒体用“产量”一词不必细究，因为太不好表达。盆友，如果您当老板，您

14、好好算一算，在海面下1000米干这种事要花多少钱？况且这些可燃冰的渗透率几乎为零，即不流动的，开采船必须经常移动位置，又怕地质滑坡造成海啸。可燃冰的开采要比页岩气难得多。可燃冰是清洁能源吗？几乎没有一篇文章不贴上“可燃冰是清洁能源”的标签。清洁能源是指再生能源和核能，可燃冰是未被人类利用的新能源，但被吹成高效的清洁能源，那就过分了。可燃冰只是一种非常规天然气，属于化石燃料的一种。非常规天然气有致密天然气、煤层气、页岩气和可燃冰（天然气水合物）。非常规天然气用天然气资源金字塔（resource pyramid for natural gas）来描写，见图。天然气储层级别越低，就意味着渗透率降低，

15、开采程度越困难。这种低渗透气藏的渗透率按照：致密气煤层气页岩气天然气水合物的顺序递降；其储量却按此顺序增加，它们都比高渗透的常规天然气藏丰富得多。而可燃冰广泛分布在海底，虽然开采难度远比前三者难，但储量极为丰富。清洁能源与化石燃料区别于二氧化碳的排放，清洁能源少排放或不排放，而化石燃料燃烧时，大量排放二氧化碳造成气候变暖。国际能源署（IEA）公布的化石燃料燃烧时二氧化碳排放量的数据如下表。化石燃料燃烧排放的二氧化碳量燃料名称CO2排放量/(g/MJ)天然气50.30液化石油气59.76丙 烷59.76航空汽油65.78车用汽油67.07煤 油68.36燃料油69.22废轮胎衍生燃料81.26烟 煤88.13次烟煤91.57褐 煤92.43石油焦96.73无烟煤97.59看出来了吧！天然气燃烧排放也不少。千万不要按家庭主妇烧饭的逻辑，烧柴不清洁，烧天然气清洁，得出天然气就是清洁能源的结论，把在厨房烹饪没有像烧柴的烟雾作为标准，正好说反，柴薪是生物质燃料，植物经光合作用吸收二氧化碳，燃烧时又放出二氧化碳，构成了地球上二氧化碳的小循环，没有增加大气的二氧化碳含量。柴薪属于清洁能源。2014年全球使用木材颗粒（Wood Pellet）2410万吨，主要是欧美国家，2015年又翻了半倍。大量使用并解决烟雾排放，但中国的木材颗粒燃料发展很慢。可燃冰是高效能源吗？把可燃冰被说成高效能源，也炒作