日本欲借可燃冰破能源危機 開采可燃冰有什么環境風險

• 2017年11月2日 lihuizhen來源：iWeekly 870 54
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  2017-2022年中國可燃冰行業市場分析與投資咨詢報告

  可燃冰又稱天然氣水合物（Natural Gas Hydrate,簡稱Gas Hydrate）、甲烷水合物、甲烷冰、天然氣水合物、“籠形包合物”（Clathrate）是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在8...

可燃冰，即天然氣水合物，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質，因其外觀和冰塊類似而且遇火即可燃燒，所以被稱作“可燃冰”。

日本是全球知名的能源“窮國”，能源自給率低下，其發電用到的煤炭等能源一向是依賴進口。福島核事故之后，本可利用的核反應堆也被擱置。在這個時候，日本就不得不另想出路了。

目前，日本是世界上第三大石油和煤炭進口國，也是全球第一大液化天然氣進口國。2016年，日本為進口天然氣能源支出了289億美元。若能在新的可再生能源中找到自給能源，對日本來說最好不過。因此，日本將注意力轉向了可燃冰，希望借助可燃冰改善現狀，但開采可燃冰仍面臨著不少問題。

可燃冰何以成為救世主

可燃冰，即天然氣水合物，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質，因其外觀和冰塊類似而且遇火即可燃燒，所以被稱作“可燃冰”。據估計，1立方米的可燃冰能轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。根據美國能源信息局的統計，世界范圍內有多達2800萬億立方米的可燃冰，其儲量超過了全球已知化石燃料所含能源總量;加之可燃冰燃燒產生的能量明顯高于煤炭、石油，而產生的污染卻又比煤炭、石油小，因此更加清潔環保。種種優勢使得可燃冰一舉成為了全球各國的救世主，相關專家估計，僅全球海底的可燃冰資源就可供人類使用10個世紀。

不過，因其形成原因的特殊性，可燃冰大多分布在陸地永凍土區域深處或是深海海底，開采十分麻煩，到目前為止，還沒有技術能夠將其商業化地提取出來。但日本對于這個寶藏極具探究精神，根據相關部門統計，2002年至2017年間，日本政府花費了大約10億美元研發可燃冰的開采技術。日本政府大力研發可燃冰開采技術的原因，東京明治大學的地質學教授松本解釋道，是為了提高能源安全以及優化能源結構。

日本最先試采，并不算失敗

在日本找到可燃冰并不算困難，位于西太平洋及日本海的專屬經濟區內都藏有大量的可燃冰，目前，工程師專注于對日本南海海槽(Nankai Trough)進行開采。根據對海底的采樣分析，該處約有1.1萬億立方米可燃冰，足以為日本提供可用10余年的天然氣能源。

日本為了解決能源危機，在2013年便進行了首次開采可燃冰并提取甲烷的試驗。2013年3月12日，日本成功從愛知縣附近深海可燃冰層中提取出甲烷，成為世界上首個掌握海底可燃冰采掘技術的國家，但由于海底砂流入開采井，試驗僅6天就被迫中斷。第二次的成功則來到了今年5月，雖然此次試驗僅持續12天，但產氣量達到了3.5萬立方米。隨后，日本又進行了第三次試驗，持續了24天，提取了20萬立方米的天然氣。

大國紛紛看上可燃冰

可燃冰的優點吸引了全球大國紛紛開始研究開采手段，除了日本，中國與美國也是世界上對可燃冰開采投入較多的國家。中國早在2007年便發現在南海海底儲存著大量可燃冰，最終于今年5月成功試采，連續產氣60天，累計產氣量超過30.9萬立方米。

美國曾于2012年在阿拉斯加北部陸坡利用二氧化碳置換甲烷進行可燃冰試采，取得成功。但由于美國目前的廉價頁巖天然氣已經過剩，所以在可燃冰開采方面投入的動力減少，推遲了原定2015年進行可燃冰商業性開采的計劃。麻省理工大學斯隆商學院的尼特爾(Christopher Knittel)教授認為，如果能從可燃冰中花較少的資金有效地提取天然氣，那將重塑當下的能源世界。目前，除了中美日三國，俄羅斯、加拿大、韓國等國家政府也分別制定了研究計劃，預計在2020年以前實現可燃冰的商業化開采。

開采可燃冰，還需面對可能誘發的環境風險

可燃冰前景十分誘人，但是因可燃冰開采技術難題一直未能展開大規模商業化開采。此外，可燃冰開采成本高達平均每立方米200美元，這遠高于開采常規天然氣的成本。此外，可燃冰開采可能造成的環境風險也使開采進度遭遇瓶頸。

①海嘯

擔憂之一便是開采可能會破壞海底的穩定性，最壞可能引發海嘯。這是由于可燃冰的穩定性較差，一旦汽化，“封存”它的海底沉降物會失去穩定，不僅會對海底管道、開采平臺和科學儀器造成破壞，而且還有可能造成大陸架邊緣動蕩從而引發海底塌方。

此外，可燃冰可分解出大量的甲烷，若瞬間融化，其威力極大，易導致海底滑坡和塌陷。日本科學家目前已在地震活動區發現海底塌方所留下的痕跡，不過日方開采團隊工程師山本表示，目前已經安裝檢測設備來檢測海底沉降物，但他也坦言如果發生災難，開采團隊并不能保證可以控制局勢，最擔心的是會發生像2011年3·14大地震那樣的大型逆沖區地震(megathrust earthquake)。

②全球變暖

可燃冰在開采過程中可能會發生成分泄漏的問題，而可燃冰成分復雜，包括甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳。甲烷作為比二氧化碳還強的溫室氣體，可燃冰分解后產生的甲烷進入大氣圈，可能會加劇全球變暖。美國地質勘測局(USGS)可燃冰項目負責人卡羅琳·魯佩爾(Carolyn Ruppel)對此表示，可燃冰分解后確實會產生甲烷，但大部分都溶解在了海水中，并且轉化成了二氧化碳。可是，甲烷沒有進入大氣并非表示這是無害的，轉化成二氧化碳的甲烷將會增加海水的二氧化碳濃度，會對海洋生物造成一定的影響，如魚類會“中毒”、迷路等。

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