5月18日,國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在南海宣布,我國(guó)正在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰試采獲得成功,這也標(biāo)志著我國(guó)成為全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了在海域可燃冰試開(kāi)采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國(guó)家。
消息一出,頓時(shí)引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。據(jù)了解,可燃冰是天然氣和水結(jié)合在一起的固體化合物,外形與冰相似。由于含有大量甲烷等可燃?xì)怏w,因此極易燃燒。同等條件下,可燃冰燃燒產(chǎn)生的能量比煤、石油、天然氣要多出數(shù)十倍,而且燃燒后不產(chǎn)生任何殘?jiān)蛷U氣,被業(yè)界譽(yù)為“屬于未來(lái)的能源”,應(yīng)用前景廣闊,尤其是對(duì)汽車(chē)發(fā)展將產(chǎn)生巨大的影響。
可燃冰究竟有何魔力讓業(yè)界如此關(guān)注?將為汽車(chē)帶來(lái)哪些革命性改變?可燃冰在開(kāi)采以及應(yīng)用方面還存在哪些問(wèn)題?面對(duì)這一系列問(wèn)題,《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者采訪了多位業(yè)界專家,試圖揭開(kāi)“可燃冰”的神秘面紗。
█ 難點(diǎn)在于開(kāi)采 我國(guó)率先突破
“與石油、天然氣等傳統(tǒng)能源相比,可燃冰的儲(chǔ)存量十分巨大,但是目前該能源面臨最大的問(wèn)題就是開(kāi)采,可燃冰的開(kāi)采難度及危險(xiǎn)性都很大?!敝袊?guó)石油大學(xué)(華東)非常規(guī)油氣與新能源研究院負(fù)責(zé)人楊金秀接受記者采訪時(shí)表示,可燃冰是一種對(duì)外界環(huán)境比較敏感的物質(zhì),在低溫高壓的條件下才能穩(wěn)定存在,一旦在常溫常壓下就會(huì)氣化。因此,多個(gè)國(guó)家雖然經(jīng)過(guò)多年的探索,但始終沒(méi)有掌握核心的開(kāi)采技術(shù)。
楊金秀告訴記者,可燃冰如果開(kāi)采不當(dāng),發(fā)生泄漏等情況將對(duì)大氣帶來(lái)非常大的污染,據(jù)了解,甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍。同時(shí),可燃冰因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定,在開(kāi)采的時(shí)候容易引起海底滑坡,導(dǎo)致海嘯等次生災(zāi)害。
可燃冰的試開(kāi)采一直是一項(xiàng)世界性難題。2013年日本曾嘗試進(jìn)行過(guò)海域天然氣水合物的試開(kāi)采工作,雖然成功出氣,但最終由于泥沙堵住了鉆井通道,試采被迫停止。2014年-2016年期間,美國(guó)對(duì)墨西哥灣地區(qū)的可燃冰進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè),并制定相應(yīng)的開(kāi)采計(jì)劃,到目前為止也尚未有進(jìn)一步的進(jìn)展。據(jù)悉,美國(guó)、日本及加拿大等國(guó)計(jì)劃于2020年對(duì)可燃冰實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采。
可喜的是,經(jīng)過(guò)近20年不懈努力,我國(guó)取得了天然氣水合物勘查開(kāi)發(fā)理論、技術(shù)、工程、裝備的自主創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了歷史性突破。據(jù)了解,我國(guó)此次試開(kāi)采,成功達(dá)到了日均產(chǎn)氣一萬(wàn)方以上以及連續(xù)一周不間斷的國(guó)際公認(rèn)指標(biāo)。另外,開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)位于距香港約285公里的南海北部神狐海域,采氣點(diǎn)位于水深1266米海底以下200米的海床中。自5月10日正式出氣至今,已累計(jì)產(chǎn)出超12萬(wàn)立方米,甲烷含量高達(dá)99.5%的天然氣。
█ 能量密度極高 或成汽車(chē)永動(dòng)機(jī)
“可燃冰之所以會(huì)引起大家的關(guān)注,主要在于他的能量密度十分大,一小部分燃料就能支持汽車(chē)長(zhǎng)時(shí)間行駛?!敝袊?guó)海洋石油總公司某海上開(kāi)采技術(shù)人員向《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者介紹了可燃冰的能量?jī)?yōu)勢(shì)。他指出,可燃冰是一種碳與水化合物,其單碳重量與能量是成反相關(guān)的關(guān)系,其中單碳結(jié)構(gòu)的甲烷(CH4)的含量高達(dá)80%~99.9%,因而其蘊(yùn)含的能量就高。“比如瀝青的主要成分為多碳結(jié)構(gòu),因而能量密度低,不適合作為燃料使用?!彼麖?qiáng)調(diào)。
“1立方米的可燃冰可釋放出約等于164立方米天然氣的能量?!睏罱鹦阋脖硎?,可燃冰的最大特點(diǎn)就是能量密度高。另有資料顯示,如果將同等體積的固體酒精和可燃冰同時(shí)點(diǎn)燃,可燃冰的燃燒時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于同體積的固體酒精。初步計(jì)算,一輛使用天然氣為燃料的汽車(chē),一次加100升天然氣能跑300公里的話,那么加入相同體積的可燃冰,這輛車(chē)就能跑5萬(wàn)公里??梢?jiàn)這個(gè)神奇的“能量塊”,體積雖小,其巨大的能量卻不可估量。
據(jù)估算,在世界可燃冰總資源量大約相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總資源量的兩倍,被譽(yù)為21世紀(jì)最具商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的綠色清潔戰(zhàn)略能源,也成為各國(guó)競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。
█ “燃冰汽車(chē)”真的要來(lái)了嗎?
據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,可燃冰有望接棒傳統(tǒng)能源,在我國(guó)的商業(yè)開(kāi)發(fā)也有望實(shí)現(xiàn)突破,屆時(shí)將給產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游企業(yè)發(fā)展帶來(lái)新一輪的投資機(jī)會(huì)?!翱扇急蓱?yīng)用于交通、冶金、電力、輕工等行業(yè),其中包括內(nèi)燃機(jī)、汽車(chē)、煉鋼、熱處理、印染、紡織等諸多方面,對(duì)下游企業(yè)的商業(yè)價(jià)值不可估量?!遍L(zhǎng)期關(guān)注可燃冰研發(fā)的業(yè)內(nèi)人士告訴記者。
“可燃冰離開(kāi)海面之后就會(huì)氣化,目前要克服好該燃料的不穩(wěn)定性?!敝泻S图夹g(shù)人員指出,可燃冰成分比較單純,實(shí)現(xiàn)開(kāi)采之后,后期處理將節(jié)省很多的成本,而天然氣開(kāi)采還要經(jīng)過(guò)脫硫、除雜質(zhì)等環(huán)節(jié)?!傲硗猓覈?guó)的LNG(液化天然氣)技術(shù)條件都比較成熟,相信可燃冰的運(yùn)輸、儲(chǔ)藏技術(shù)也會(huì)很快成熟起來(lái)。”他強(qiáng)調(diào)。
那么,聚焦于汽車(chē)領(lǐng)域,可燃冰的應(yīng)用前景將會(huì)如何?
“可燃冰的最終形態(tài)其實(shí)就是天然氣,我相信在汽車(chē)方面的應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊?!睘H柴動(dòng)力股份有限公司副總裁佟德輝指出,對(duì)照天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā),可燃冰今后或許可直接作為動(dòng)力能源應(yīng)用于汽車(chē)。在佟德輝看來(lái),天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟,如果可燃冰作為車(chē)用燃料,那么以后開(kāi)發(fā)出專用的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)十分必要,天然氣汽車(chē)的比例也將會(huì)大幅度提高。
對(duì)此,清華大學(xué)汽車(chē)技術(shù)研究院宋健院長(zhǎng)也對(duì)記者表達(dá)了類(lèi)似的看法。他認(rèn)為,可燃冰開(kāi)采完成后的最終形態(tài)與天然氣并無(wú)區(qū)別,對(duì)應(yīng)到我國(guó)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)儲(chǔ)備,在汽車(chē)中的應(yīng)用技術(shù)上難度并不大?!艾F(xiàn)在就是要解決天然氣汽車(chē)的成本問(wèn)題,隨著規(guī)?;a(chǎn),希望天然氣汽車(chē)的氣罐成本能夠降下來(lái)?!彼谓≌f(shuō)。
佟德輝則認(rèn)為,目前天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在解決高熱負(fù)壓及潤(rùn)滑性方面需要提升,此外,我國(guó)天然氣加注站建設(shè)的問(wèn)題將會(huì)成為未來(lái)的重點(diǎn),由于我國(guó)天然氣加注站數(shù)量較少,天然氣汽車(chē)也只能在有限范圍內(nèi)行駛。
當(dāng)然,這一切都是基于現(xiàn)有條件的推測(cè),可燃冰最終是否能適應(yīng)未來(lái)汽車(chē)的要求,還需要伴隨研發(fā)的進(jìn)程與最終的應(yīng)用情況做出結(jié)論。“可燃冰最終是直接應(yīng)用于汽車(chē),還是需要多次加工,還應(yīng)經(jīng)過(guò)更細(xì)致的驗(yàn)證?!鄙逃密?chē)行業(yè)專家楊再舜指出,伴隨而來(lái)的安全、燃效、碳排放等也是我們需要考慮到的問(wèn)題。