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中共十九大報(bào)告提出了“加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國(guó)”的偉大目標(biāo)，并把“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”作為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段之一。這無(wú)疑高度契合了中國(guó)當(dāng)前環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展面臨的真實(shí)狀況，抓住了問(wèn)題癥結(jié)所在。多年來(lái)，中國(guó)受困于以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)。根據(jù)相關(guān)分析報(bào)告，2016年，中國(guó)經(jīng)過(guò)艱苦努力，雖然實(shí)現(xiàn)了煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量比前一年下降了4.7%，但比重仍然高達(dá)62%。這種長(zhǎng)期形成的“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)，使得煤炭在開(kāi)采、運(yùn)輸和燃燒過(guò)程中的污染日益累積，在很大程度上造成了以“霧霾鎖城”為代表的一系列環(huán)境問(wèn)題。

只有在加強(qiáng)環(huán)境治理的同時(shí)，積極開(kāi)發(fā)利用環(huán)保、高效的替代能源，大幅降低煤炭的使用量，從根本上變革中國(guó)能源結(jié)構(gòu)，才能確?！按蜈A藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，切實(shí)增強(qiáng)民眾的獲得感。而能量密度高、儲(chǔ)量極其豐富的清潔能源天然氣水合物“可燃冰”為推進(jìn)中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的變革帶來(lái)了潛在機(jī)遇。而要把潛在機(jī)遇轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，就需要突破可燃冰開(kāi)采技術(shù)并大幅降低開(kāi)采成本，盡早實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化開(kāi)發(fā)。

困難重重 開(kāi)采面臨瓶頸

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，人們陸續(xù)在凍土帶和海洋深處發(fā)現(xiàn)了可燃冰，對(duì)其物理和化學(xué)性質(zhì)，特別是能量密度高、綠色環(huán)保等特點(diǎn)有了深入的認(rèn)知，對(duì)其龐大的儲(chǔ)量進(jìn)行了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和成功勘查、驗(yàn)證。在國(guó)際上，可燃冰早已被公認(rèn)是煤、石油等的替代能源，是世界重要的戰(zhàn)略資源。然而40多年過(guò)去了，今天，世界各國(guó)并沒(méi)有開(kāi)采利用可燃冰，甚至進(jìn)行試開(kāi)采的國(guó)家也屈指可數(shù)，這究竟是為什么呢？

難，可燃冰開(kāi)采是一項(xiàng)世界性難題，這是由其成礦原理和物理、化學(xué)性質(zhì)決定的。天然氣水合物是在高壓、低溫的條件下形成的。一旦失壓，或者溫度升高，就會(huì)變成氣體，體積急劇增大160多倍。在海底，天然氣水合物賦存于泥質(zhì)粉砂中。一旦鉆孔密封不好，大量海水灌入，可能造成更大范圍內(nèi)的失穩(wěn)，大量的溫室氣體逸出，甚至引發(fā)海底滑坡和更大的災(zāi)害。在凍土、泥砂中，天然氣水合物因?yàn)榛旌狭松暗[，開(kāi)采過(guò)程中一旦出砂將很難處理。天然氣水合物一旦開(kāi)采出來(lái)，如果管道密封保護(hù)不好，甲烷氣體就會(huì)逸出?？扇急_(kāi)采的核心難點(diǎn)在于有序、可控，不發(fā)生地質(zhì)等次生災(zāi)害。實(shí)踐上也印證了這一點(diǎn)。2013年，日本在其南海海槽進(jìn)行了海上可燃冰試采，但因出砂等技術(shù)問(wèn)題而失敗。2017年，日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，很快又因出砂問(wèn)題而再次中止產(chǎn)氣。

即使解決了開(kāi)采技術(shù)性問(wèn)題，可燃冰作為新型綠色能源，其成本的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力也是制約開(kāi)發(fā)利用的重要因素，就是說(shuō)，相對(duì)于煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源，可燃冰只有在解決了“大規(guī)模開(kāi)采得出來(lái)”的基礎(chǔ)上，將開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)染C合成本降到與傳統(tǒng)化石能源相當(dāng)，才具有進(jìn)入現(xiàn)有能源體系，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)變革。

后來(lái)居上 試采圓滿成功

5月中旬，中國(guó)南海神狐海域，碧海藍(lán)天下，橙黃色的藍(lán)鯨一號(hào)鉆井平臺(tái)高大的身姿巍然聳立，向海上伸出的一個(gè)塔架末端跳動(dòng)著熊熊燃燒的火焰。這火焰通過(guò)電視新聞畫(huà)面既點(diǎn)燃了全國(guó)人民的熱情，又吸引了全世界的目光。經(jīng)過(guò)20多年的努力，中國(guó)能源科技工作者和工程人員，不僅實(shí)現(xiàn)了可燃冰勘查技術(shù)的一個(gè)又一個(gè)突破，成功進(jìn)行了海域和陸域可燃冰的取樣，而且初步攻克海域可燃冰的開(kāi)采難關(guān)，在南海上，將這種“沉睡”上萬(wàn)年的綠色能源用中國(guó)自主研發(fā)的技術(shù)和裝備安全試開(kāi)采出來(lái)。

此次試開(kāi)采經(jīng)過(guò)60天持續(xù)產(chǎn)氣和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，累計(jì)產(chǎn)氣量近31萬(wàn)立方米，平均日產(chǎn)超5000立方米，甲烷含量最高達(dá)99.5%，創(chuàng)下了產(chǎn)氣時(shí)長(zhǎng)和總量的兩項(xiàng)世界紀(jì)錄。特別值得一提的是，試開(kāi)采經(jīng)受住了今年第2號(hào)臺(tái)風(fēng)“苗柏”的嚴(yán)峻考驗(yàn)，在臺(tái)風(fēng)中心最大風(fēng)力11級(jí)、浪高6.5米的惡劣環(huán)境下，試采團(tuán)隊(duì)采取有力措施積極應(yīng)對(duì)，生產(chǎn)過(guò)程未受影響，產(chǎn)氣過(guò)程平穩(wěn)。試采的成功一舉把中國(guó)可燃冰開(kāi)采技術(shù)和能力推向當(dāng)今世界最先進(jìn)水平。在本次南海可燃冰試采成功之際，中共中央、國(guó)務(wù)院向全體參研參試單位和人員發(fā)去賀電，稱贊我國(guó)在可燃冰領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了歷史性突破，試開(kāi)采成功是中國(guó)人民勇攀世界科技高峰的又一標(biāo)志性成就，對(duì)推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命具有重要而深遠(yuǎn)的影響。

據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局副總工程師、南海可燃冰試采現(xiàn)場(chǎng)指揮部指揮長(zhǎng)葉建良介紹，為保障試采可燃冰成功，試采團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了6大技術(shù)體系、20項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新。其中，“地層流體抽取法”是最重要的創(chuàng)新技術(shù)之一，該技術(shù)由本次可燃冰試采工程首席科學(xué)家盧海龍?jiān)趪?guó)際上提出并實(shí)施。地層流體抽取法以可燃冰的物性和在自然界的產(chǎn)出特征為基礎(chǔ)，針對(duì)可燃冰開(kāi)發(fā)面臨的儲(chǔ)層沉積物易出砂、低滲等問(wèn)題提出，在儲(chǔ)層和井壁穩(wěn)定允許的降壓幅度下，通過(guò)儲(chǔ)層改造等方法，加大儲(chǔ)層流體抽取量，從而達(dá)到長(zhǎng)期、高效、安全開(kāi)采可燃冰的目的。

綠色能源還須綠色開(kāi)采。南?？扇急囬_(kāi)采的歷程同時(shí)也是全面實(shí)施環(huán)境檢測(cè)的過(guò)程，試采團(tuán)隊(duì)針對(duì)可燃冰開(kāi)采開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，包括多學(xué)科多手段環(huán)境評(píng)價(jià)、立體環(huán)境監(jiān)測(cè)和井下原位實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)。此外，在試采環(huán)境安全防控方面，團(tuán)隊(duì)建立了可燃冰環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)技術(shù)方法，獲得試采前環(huán)境本底數(shù)據(jù)；構(gòu)建了大氣、海水、海底、井下“四位一體”的立體環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及安全預(yù)警。

瞄準(zhǔn)目標(biāo) 形成產(chǎn)業(yè)鏈條

試采成功，國(guó)產(chǎn)裝備功不可沒(méi)。據(jù)葉建良介紹，由于可燃冰開(kāi)采的特殊性，常規(guī)海洋開(kāi)發(fā)裝備材料無(wú)法直接應(yīng)用，這就要求試采團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)可燃冰專用的裝備、管材、特殊材料等。據(jù)國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局副局長(zhǎng)李金發(fā)介紹，此次試采實(shí)現(xiàn)了諸多重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新，包括適合試采儲(chǔ)層特點(diǎn)的防砂篩管及適用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海底形變的地震監(jiān)測(cè)儀，還研發(fā)了可燃冰保溫保壓取樣器、海底可控源電磁探測(cè)系統(tǒng)、天然氣水合物試采大型模擬實(shí)驗(yàn)裝置。其中特別值得一提的是自主設(shè)計(jì)建造的超深水半潛式鉆井平臺(tái)藍(lán)鯨一號(hào)，它是中國(guó)研制成功的世界最大、鉆井深度最深的海上鉆井平臺(tái)之一，擁有高效的雙鉆塔系統(tǒng)。該平臺(tái)當(dāng)仁不讓地承擔(dān)了中國(guó)可燃冰首次試采重?fù)?dān)，并表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，尤其在對(duì)抗臺(tái)風(fēng)等海上惡劣氣象條件的環(huán)境下。

在李金發(fā)看來(lái)，試采成功表明，中國(guó)實(shí)現(xiàn)了海域可燃冰開(kāi)發(fā)理論、技術(shù)、工程和裝備的自主創(chuàng)新，但這只是一個(gè)新的開(kāi)始。下一步，不同類型天然氣水合物試采工作將逐步展開(kāi)，這就要求研發(fā)適應(yīng)不同類型特點(diǎn)的試采工藝和技術(shù)裝備，建立適合中國(guó)資源特點(diǎn)的開(kāi)發(fā)技術(shù)體系。

試采成功之后，中國(guó)可燃冰開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)加快發(fā)展勢(shì)頭。就在南?？扇急嚥裳婊鹁従徬纾谝豢谠囬_(kāi)采井封井之后約1個(gè)月，藍(lán)鯨一號(hào)姊妹船藍(lán)鯨二號(hào)建造完成，并成功進(jìn)行了首航。該船刷新了藍(lán)鯨一號(hào)保持的多項(xiàng)性能紀(jì)錄，無(wú)疑將成為中國(guó)可燃冰開(kāi)發(fā)的又一利器。近日，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)可燃冰為我國(guó)第173個(gè)獨(dú)立礦種。國(guó)土資源部礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量司司長(zhǎng)鞠建華表示，此舉將極大地促使中國(guó)天然氣水合物勘探開(kāi)發(fā)工作進(jìn)入新的發(fā)展階段。國(guó)土資源部將研究制定可燃冰資源勘查開(kāi)發(fā)規(guī)劃，建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，加強(qiáng)資源管理和政策支持，推動(dòng)可燃冰資源勘查開(kāi)采工作快速發(fā)展。

值得注意的是，鞠建華透露的政策方向直指可燃冰商業(yè)化開(kāi)發(fā)。比如，將可燃冰開(kāi)發(fā)納入戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)目錄，會(huì)同有關(guān)部門在稅收優(yōu)惠、價(jià)格補(bǔ)貼等方面制定出臺(tái)扶持政策，提升企業(yè)積極性，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)有序進(jìn)入天然氣水合物勘查開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。此舉將增強(qiáng)可燃冰作為新能源的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，增強(qiáng)市場(chǎng)主體進(jìn)入該領(lǐng)域的商業(yè)動(dòng)力。再比如，加強(qiáng)與可燃冰有關(guān)的重大科學(xué)問(wèn)題研究和技術(shù)裝備研發(fā)，此舉有利于推動(dòng)鉆采裝備制造、管網(wǎng)建設(shè)、工程施工、液化天然氣船、非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)特種技術(shù)及裝備制造，形成上游勘探開(kāi)發(fā)、中游運(yùn)輸儲(chǔ)備、下游綜合利用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

“依靠科技進(jìn)步，保護(hù)海洋生態(tài)，促進(jìn)天然氣水合物勘查開(kāi)采產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，為推進(jìn)綠色發(fā)展、保障國(guó)家能源安全作出新的更大貢獻(xiàn)。”中共中央、國(guó)務(wù)院對(duì)海域可燃冰試采成功的賀電指明了我國(guó)可燃冰事業(yè)發(fā)展的方向。只要我們瞄準(zhǔn)這一方向，久久為功，就一定能率先實(shí)現(xiàn)可燃冰的開(kāi)發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的根本變革，走出一條綠色能源之路。（張保淑）