目前可燃冰开采技术难点及未来发展格局

可燃冰，即天然气水合物(Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate)，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

可燃冰的特征

1.贮存量大（海中大量埋藏，总资源量≈2×(全球已知煤+石油+天然气)）
2.燃烧热量高（主成分甲烷，1立方米可燃冰可释放160立方米天然气，它占用体积小，却蕴含大量的能量，燃烧能量超石油数十倍。举个例子，一辆使用天然气为燃料的汽车，一次加100升天然气能跑300公里的话，那么加入相同体积的可燃冰，这辆车就能跑5万公里。）
3.燃烧污染小（燃烧生成二氧化碳和水，燃烧后不产生任何残渣和废）
4.开采难度大（易造成甲烷泄露,加重温室效应）

可燃冰开采面临三大挑战

一、开采技术

世界各国对可燃冰的开采仍处于研究试验阶段，还没有成熟完美的开采技术，但有3种开采方案

1.热解法。利用可燃冰在温度升高时会自动分解的特性，通过加温方式向可燃冰层注入热能，使其由固态分解出甲烷气体。这种开采方式基本上已获得成功，但整个开采过程要对甲烷进行两次分离，还要消耗大量能源来加热温水。

2.置换法。将化学试剂注入可燃冰层中，使其与可燃冰发生反应，改变可燃冰的稳定平衡状态，使其发生失稳作用而进行开采。这种方法对甲烷气体难以进行有效的收集，布设收集管道是个难题。

3.降压法。可燃冰层下面往往存在游离的天然气，这些天然气被抽出后便能降低矿层的压力，使矿层中的可燃冰由于压力减小而失稳分解。

但多位业界专家分析，无论采用哪种方案，由于可燃冰结构的特殊性和海底环境的复杂性，对可燃冰矿藏的开采都将极其困难。

二、成本过高

美国能源部的公开资料显示，目前可燃冰开采成本平均高达每立方米200美元，即使按照1立方米可燃冰可转化164立方米的天然气来换算，其成本也在每立方米1美元以上，这远高于通过成熟技术开采常规天然气的成本。

三、环境风险

广州海洋地质调查局前总工程师黄永祥介绍，可燃冰稳定性较差，一旦汽化，“封存”它的海底沉积物会失去稳定，不仅对海底管道、通信电缆和开采平台以及科学仪器造成破坏，而且还有可能造成大陆架边缘动荡从而引发海底塌方，甚至导致大规模海啸。

另一环境风险为可燃冰在开采过程中可能会造成成分泄露。可燃冰成分复杂，有甲烷、二氧化碳，还有乙烷和丙烷。据测算，全球可燃冰中蕴含的甲烷量约是大气圈中的3000倍，而可燃冰分解产生的甲烷进入大气的量即使只有大气甲烷总量的0.5%，也会明显加速全球变暖的进程。

改写世界能源格局

长期以来，随着我国经济的飞速发展，能源对外依赖度持续上升，金联创数据显示，2017年一季度，中国原油的进口量突破了1亿吨的大关，超越了美国成为全球最大的原油净进口国，1-3月份，美国进口原油量约9980万吨。一季度总体，中国原油的进口对外依存度达到了69%，较2016年上涨了三个百分点。作为世界上的第一大石油进口和消费国，我国的原油进口来源目前主要来自于中东地区(50.7%)、非洲(19.2%)、欧盟(14.9%)、美国(12.7%)、亚太地区(2.5%)。具体进口来源国为沙特阿拉伯、俄罗斯、安哥拉、伊朗、阿曼、委内瑞拉等。然而能源对外依存度是比例过高，直接威胁着国家和地区能源供应安全。如果这个能开发利用，将会大大的提高我国的资源安全保障能力，大大降低我国对外依存度，同时也会大大地改善我国能源资源结构。可燃冰的开采成功将会是继美国引领页岩气革命之后的，由我国引领的天然气水合物革命，也将会推动整个世界能源利用格局的改变。