日本运用“减压法”开采可燃冰
日本近海太平洋一侧蕴藏有大量能源资源。那就是被称为“可燃冰”的甲烷水合物。这是一种冰状物质,其结构是在由水分子形成的“笼”中装有天然气的主要成分——甲烷分子。甲烷水合物分解之后,会产生体积为原先160~170倍的甲烷气,靠近火即可燃烧,燃烧后仅留下水。
据称这种资源的推测储量相当于日本几十年的天然气消费量。有报告称,在从静冈县到和歌山县的“东部南海海沟”中,储量相当于11年左右的消费量,作为后核电时代的新能源,备受关注(日本海一侧也存在富集带,但由于富集程度较低等原因,目前并未正式成为研发对象)。
关于甲烷水合物,专业的、非专业的说法很多,不过,日本石油天然气金属矿产资源机构(JOGMEC)及产业技术综合研究所(AIST)等受日本资源能源厅的业务委托,组成了联盟,目前正领先于全球进行着研究开发。
日本是全球甲烷水合物开发领域的领跑者。产业技术综合研究所的成田英夫,负责开发相关生产手法。
成田先生毕业于日本北海道大学研究生院,在加拿大亚伯达州州立研究所等从事煤炭液化研究后,从20年前开始致力于甲烷水合物的生产研究,被尊称为“甲烷水合物先生”。成田先生等研发出了“减压法”,这种生产方法实现实用化的可能性较高,成为各国研究人员羡慕的对象。
在位于札幌市丰平区月寒的AIST北海道中心的用地内,分布着旨在实现“可燃冰”商业化的甲烷水合物研究中心的相关设施。该中心共有13名正式职员,另有35名合同及派遣职员。本年度的甲烷水合物资源开发预算为8.53亿日元。作为全球领军者来说,规模显得稍有些小。
可取出甲烷水合物的“减压法”
甲烷水合物的存在状态一直是开发的阻碍。
含有大量甲烷的甲烷水合物主要存在于西伯利亚及阿拉斯加陆地的永久冻土层,以及水深500米以上的海底及其下面地层的“低温高压”环境中。在日本近海海域太平洋一侧的东部南海海沟,从水深1000米左右的海底直至200~300米地下的砂层中存在“富集带”。
在这种砂和甲烷水合物混合存在的富集带上,利用海上船只(浮式海洋燃气生产储卸油装置等)挖掘生产井,仅产出甲烷气。然后利用输送管道,从海上输到陆地上——以这个设想为基础,资源能源厅从2001年到2018年,划拨477亿日元预算,进行着相关开发。
由于甲烷水合物以“固体”形式分布于深海海底之下的地层中,因此即使从上面往下挖井,也不会“自行喷出”。这就是甲烷水合物与以气体形式蕴藏于海底深处的天然气的一个较大的不同之处。简单地说,像墨西哥湾的天然气田等一样,只要挖掘生产井,天然气便会自行喷出。这样的话,无论在技术上还是在成本上,都比较易于进行开发。那么,应该怎样生产不会自行喷出的甲烷气?
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