中国可开采煤炭储量
蓝鲸,是目前地球上最大的生物,我国有一个海上钻井平台,就是以蓝鲸命名,它就是“蓝鲸一号”,建成时成为了全球最大、钻井深度最深的海上钻井平台,也成为代表人类海洋工程领域最高科技水平的平台。
“蓝鲸1号”在2017年的时候,跑到我国南海干了一件轰动全球的大事:成功试采可燃冰,在试采过程中,成功连续产气超过1周,日产超过1万方以上,最高日产量达3.5万立方米,累积产气12万立方米。
可燃冰试采成功之后,收到了中共中央、国务院发来的贺电,这也说明我国也非常关注可燃冰开采这件事。
当然了,国外对这件事也非常关注,《每日邮报》当天发文称: 中国在南海北部神狐海域试采可燃冰取得成功,可能带来全球能源革命。
俄媒称:中国宣布了一场新革命——碳氢化合物革命。
那么问题就来了,“蓝鲸1号”钻井平台试采可燃冰成功,为啥会获得国内如此高的赞誉,为啥又受到国外媒体如此关注呢?
这事还要从可燃冰说起。
可燃冰:未来或可代替石油和天然气
可燃冰,是天然气和水在高压低温环境下,形成的类冰状结晶化合物,燃烧后生成二氧化碳和水,除此之外没有任何废气和残渣,造成的污染远远小于煤炭和石油。
可燃冰还被国际公认是未来接替石油和天然气的主要能源之一,因为可燃冰的储量非常丰富,世界资源量约2100万亿立方,可供全人类使用1000年。
更重要的是,中国是可燃冰储量大国,储量位居世界第一,全国可燃冰资源储存量相当于1000亿吨石油,按当前的消耗水平,可满足我国近200年的能源需求 。
可燃冰虽好,可也有明显的缺点,那就是开采难度实在太大了,目前还没有一个国家实现商业化开采。
既然可燃冰的开采难度这么高,为啥中国还要去开采可燃冰呢?
这其实是基于战略目标考虑的。
中国是一个贫油、少气的国家,而工业发展又离不开能源,所以我们只能从国外大量进口能源。在和平时期,购买能源不成问题,可到了国际关系不稳定的时候,像欧洲一样花高价能买到能源还是好事,更可怕的是有钱别人也不卖给你,那可真的不好受。
另外,中国输油通道依赖马六甲海峡,如果一些国家封锁了马六甲海峡,也会影响我国的能源安全。
如果能够开采可燃冰,那意义就不一样了。
中国可燃冰储量相当于1000亿吨石油,其中80%在南海区域,咱们如果能够实现大规模商业化开采,就可以大大减少对国外能源的依赖,有利于能源稳定,同时也减少了马六甲海峡局势对我国的影响。
更重要的是,可燃冰未来可能会替代石油、天然气成为全球重要的能源,全球多国都在积极探索开采可燃冰,尤其是美国和日本。其中美国更是连续多次拨款支持可燃冰研究,将可燃冰开采技术列为高度机密,拒绝与中国合作。
如果别的国家掌握了这项技术,而我们没有掌握,那我们对开采可燃冰设备会比较依赖,甚至会被国外卡脖子,对我国能源安全来说没有任何好处。
试采可燃冰
目前中国在南海进行过3次试采可燃冰,效果还不错:
2017年,“蓝鲸一号”在位于水下1266米海底下的200米海床中,连续试采60天,累计产气量超过30万立方米,甲烷含量最高达到了99.5%。
2020年,“蓝鲸二号”在水深1225米的南海神狐海域,试采了1个月,累计产气量超过86万立方米日均产气量2.87万立方米。相比于第一次试采而言,产气总量和日均产气量都有所突破,创造了当时的世界纪录。
2021年,我国在南海1758米水深预定海域进行第三次试采可燃冰。
中国能够成功试采可燃冰,离不开“蓝鲸一号”和“蓝鲸二号”的帮助。
蓝鲸一号重达42000吨,甲板面积相当于一个标准足球场,从船底到船只的顶端足足有37层楼那么高,拥有27354台设备,40000多根管路。
最大作业水深3658米,最大钻井深度达到了15240米,要知道的是,全球最深的海沟马里亚纳海沟也只有11034米,这意味着蓝鲸一号完全可以在马里亚纳海沟工作。
我国可燃冰主要集中在南海海域,可是南海常年高温高湿,还经常面临台风的干扰,普通的船只到了这里稍有不慎就有被台风掀翻、撕碎的风险。
而蓝鲸系列的海上钻井平台建造标准是按照抵抗16级台风制造的,2017年,蓝鲸1号在12级台风“苗柏”的攻势下稳如泰山,平台位移没有超过11米,倾斜角度没有超过2度,试采可燃冰工作一刻也没有停顿。
相比于蓝鲸1号而言,蓝鲸2号更加先进,它的最大作业水深3658米,最大钻井深度15250米,能够在全球95%的深海作业。
可燃冰主要分布在海底,这是因为它的形成条件非常苛刻,要同时具备4个条件:
- 温度:形成可燃冰的温度不能太高,也不能太低,最适宜的温度是0-10℃,最高不能超过20℃
- 压强:压强不能太高也不能太低,在0℃环境下,需要30个大气压
- 气源:可燃冰的主要成分就是甲烷,如果当地没有甲烷,就无法形成可燃冰。
- 水:可燃冰是甲烷和水的混合物,所以水也非常重要。
能同时具备这4个条件的地方并不多,但海洋和永久冻土层刚好满足这些条件,所以可燃冰主要集中在海底和永久冻土层中,其中海洋可燃冰储量最丰富,占总储量的97%。
在海洋开采可燃冰,难度实在是太大了,可以说是世界级的难题,覆盖可燃冰的海底地层普遍是砂质,钻井平台开采过程中,通常会因为砂石涌入管道而开采失败。
比如:日本在2013年试采可燃冰,但是因为海底砂石流入到开采井,实验仅仅6天就被迫终止。
我国蓝鲸系列之所以能够试采成功,没有遇到海底泥沙堵塞钻井通道的原因,是因为蓝鲸系列钻井平台使用了“地层流体抽取”“天然气水合物二次生成预防”等新技术,能够让海底水、沙、气的有效分离,让混合了泥沙的可燃冰变得纯净。
从试采的情况来看,试采可燃冰的成本还是非常高的,达到了8元每立方米,而天然气的开采成本非常低,低于0.8元每立方米,开采成本高也是阻碍可燃冰大规模开采的原因之一。
其次就是虽然日开采量能达到2.87万立方米,但开采量还是太小了,目前只能证明通过这种方法能够开采出来,也就是技术上是可行的,接下来就是优化设计了。
另外开采可燃冰还有国际公认的3大难题:
1,或造成甲烷泄露,可燃冰的形成依赖特定的条件,在常温常压下极易分解,释放出大量的甲烷,而甲烷是一种强力温室气体,温室效应是二氧化碳的20多倍。在开采中如果管道封闭不严,一旦甲烷大量泄漏,或加剧全球变暖,这对人类来说不是一个好消息。
2,有可能引起海底地质灾害,可燃冰是固体,它和海洋沉积层一起维持着海底斜坡的稳定。可一旦环境改变或者大量被开采,海底沉积物将会失去支撑,变得极其不稳定,有可能会造成大陆架动荡甚至引起海底滑坡。海底滑坡还可能会引起还小,对沿海居民造成不利影响。
3:威胁海洋生物的生存安全。
这不是我国特有的难题,而是全世界开采可燃冰都会遇到的难题。我国为了解决这些难题,在试采的过程中一直关注着这些数据,并根据海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,合理的设计井位和降压方案,蓝鲸1号和蓝鲸2号在设计之初就考虑到了管道泄漏造成的危害,所以在设计时已经规避了这些问题,并构建了一整套的环境安全监测体系。
根据监测结果显示,在试采时并未对周围大气和海洋造成影响,整个过程安全、环保。当然了,这个结果并不是终点,后续在试采或者正式开采阶段,工作人员仍旧会注重这个问题,争取在实现大规模商业化开采的同时,又确保对环境不会造成破坏。
从目前来看,没有进行大规模开采可燃冰的主要原因是:
开采成本高,不划算;开采技术还没成熟,无法大规模开采;开采会对环境造成影响,还需要更多的试采和研究来改进。
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