我國(guó)可燃冰試采未對(duì)周邊環(huán)境造成影響

　　2017年5月18日，我國(guó)在南海海域水深1266米海底以下203—277米的天然氣水合物礦藏開采出天然氣。從5月10日起，經(jīng)試氣點(diǎn)火，連續(xù)產(chǎn)氣8天，累計(jì)產(chǎn)氣超12萬立方米，甲烷含量最高達(dá)99.5%。我國(guó)這次試采成功，震驚了世界。我國(guó)進(jìn)行可燃冰試采，一直非常重視環(huán)境影響，投入大量人力物力進(jìn)行研究。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，本次試采未對(duì)周邊大氣和海洋環(huán)境造成影響。

　　探秘試采作業(yè)平臺(tái)

　　5月18日上午9時(shí)左右，直升飛機(jī)進(jìn)入神狐海域不久，透過窗外就看到，洶涌澎闊、遼闊無邊的海面上，穩(wěn)穩(wěn)停立著一座船底到鉆井架頂端有37層樓高、甲板面積相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大小的龐然大物，光是從外形上就給了一種從未有過的心理震撼。

　　負(fù)責(zé)實(shí)施試采項(xiàng)目的中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局的工作人員在旁邊告訴，這就是負(fù)責(zé)這次試采任務(wù)的，凈重超過4.3萬噸，最大作業(yè)水深3658米，最大鉆井深度15240米，目前全球作業(yè)水深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺(tái)，適用于全球深海作業(yè)，可對(duì)抗12級(jí)暴風(fēng)的侵?jǐn)_。試采成功后，很多人已經(jīng)從新聞上知道，正是這座代表當(dāng)今世界海洋鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)建造最高水平的“藍(lán)鯨一號(hào)”，將我國(guó)深水油氣勘探開發(fā)能力帶入世界先進(jìn)行列。

　　飛機(jī)降落停穩(wěn)在甲板上后，從敞開的機(jī)門走到平臺(tái)上，整個(gè)人還沒有從“藍(lán)鯨一號(hào)”帶來的震撼中回過神來，眼睛就馬上被平臺(tái)另一角熊熊燃燒的火炬所吸引。沒錯(cuò)!火炬正在燃燒著的，正是中國(guó)的科學(xué)家和地質(zhì)工作者剛剛從海底開采和分離出來的`天然氣。隔著一組四處噴灑的水龍頭，它快樂地扭動(dòng)著火紅的身驅(qū)，與圍在不遠(yuǎn)處的一群工程師身上同是紅色的著裝交相輝映，似乎已經(jīng)在提前慶祝中國(guó)首次海域天然氣水合物(可燃冰)試采成功的喜悅。

　　緊接著，隨工作人員進(jìn)入作業(yè)平臺(tái)的工作區(qū)。在一個(gè)中型會(huì)議室里邊，整整齊齊地陳列著一排排瓶裝液體樣本，上面的標(biāo)簽記錄著采集的時(shí)間、地點(diǎn)和取樣人的姓名。工作人員笑著向解釋，可燃冰顧名思義，其自然形態(tài)與冰差不多。廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局以前在做科普講座時(shí)，曾經(jīng)向媒體公開過自然形態(tài)的可燃冰。其可以通俗理解為水和天然氣的混合物，只不過是在海底的低溫和高壓下，變成了冰狀結(jié)晶體。采集回來的可燃冰原狀物，外觀多呈白色或淺灰色晶體，可以像固體酒精一樣被點(diǎn)燃。

　　據(jù)科普人員介紹，形成可燃冰有三個(gè)基本條件：溫度、壓力和充足的氣源。海底的低溫和高壓對(duì)于天然氣水合物的形成非常有利，因此世界上的天然氣水合物約有97%分布于海洋中，僅3%分布在陸地凍土帶。

　　可燃冰比頁(yè)巖氣更難開采

　　一般認(rèn)為，天然氣作為能源，可減少煤和石油的用量，大大改善城市發(fā)展中面臨的環(huán)境污染問題。據(jù)測(cè)算，作為一種清潔能源，天然氣能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%，減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于減少酸雨形成，舒緩地球溫室效應(yīng)，從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。

　　在可燃冰試采海上作業(yè)平臺(tái)上，了解到，可燃冰同樣是一種開采價(jià)值非常大的清潔能源。全球可燃冰蘊(yùn)藏的天然氣資源總量約為21000萬億方，可滿足人類使用1000年的需求。而我國(guó)可燃冰的總資源約是常規(guī)天然氣、頁(yè)巖氣等資源量總和的兩倍，按當(dāng)前的消耗水平，可滿足我國(guó)近200年的能源需求。目前我國(guó)僅南海探明的可燃冰地質(zhì)資源量就約為800億噸油當(dāng)量。

　　不過，盡管儲(chǔ)量巨大，但和頁(yè)巖氣相比，天然氣水合物新能源的開采，卻有相當(dāng)?shù)碾y度。天然氣水合物通常賦存于水深大于100—250米(兩極地區(qū))和大于400—650米(赤道地區(qū))的深海海底以下，礦藏通常分布在數(shù)百米至1000多米的海底沉積層內(nèi)。因?yàn)橹挥性谶@里，壓力和溫度等物理?xiàng)l件才能使天然氣水合物處于穩(wěn)定的固態(tài)。而相對(duì)的，頁(yè)巖氣和頁(yè)巖油雖然蘊(yùn)含在頁(yè)巖中，但好歹可以陸地開采。這次我國(guó)試采的可燃冰，就藏在中國(guó)南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的地方。

　　試采過程安全環(huán)保

　　不過，由于甲烷是比二氧化碳更高效的溫室氣體，在現(xiàn)有的科學(xué)發(fā)展水平下，可燃冰的開采是否將對(duì)地球的環(huán)境帶來不確定的負(fù)面影響，仍然面臨外界的諸多疑問。譬如，如何防止開采工程造成海洋生態(tài)環(huán)境破壞甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，如何防止開采不當(dāng)而引起可燃冰大量氣化從而加速地球氣候變暖等。

　　所幸的是，我國(guó)進(jìn)行海域可燃冰試采，一直非常重視環(huán)境問題。盡管可燃冰的商業(yè)化開采仍需時(shí)日，但我國(guó)已提前為解決上述問題投入大量人力物力進(jìn)行研究。

　　據(jù)廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局介紹，2011年6月至2017年3月，南海水合物環(huán)評(píng)項(xiàng)目組在南海神狐水合物區(qū)先后共組織了10個(gè)航次的野外調(diào)查工作，對(duì)試采區(qū)進(jìn)行了多年系統(tǒng)調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括海底工程地質(zhì)特征、地質(zhì)災(zāi)害特征、海底環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化學(xué)及水文特征、海表大氣甲烷含量特征等，基本查明了可燃冰試采區(qū)的海洋環(huán)境特征，同時(shí)，發(fā)展了一系列我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)的環(huán)境評(píng)價(jià)技術(shù)，為可燃冰試采、開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)。

　　可燃冰試采的環(huán)境問題，主要是試采過程中是否發(fā)生不可控的可燃冰分解，導(dǎo)致甲烷泄漏，從而引起海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大氣中而引起環(huán)境問題。針對(duì)這些問題，在試采過程中，一方面根據(jù)水合物區(qū)海底地形地貌特征、工程地質(zhì)特征、水合物儲(chǔ)層特征，通過合理設(shè)計(jì)井位及降壓方案，從工程設(shè)計(jì)上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問題和災(zāi)害問題，另一方面通過布設(shè)海底地形、氣體滲漏等監(jiān)測(cè)設(shè)備，構(gòu)建了海水—海底—井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實(shí)時(shí)、全過程監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示試采未對(duì)周邊大氣和海洋環(huán)境造成影響，整個(gè)過程安全、可控、環(huán)保。

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