“冰冻”的能源——联合国环境规划署对甲烷水合物的全球展望(卷二)

随着全世界对环境和气候问题的日益关注以及人类对清洁能源需求的快速增长,天然气水合物越来越受到各国政府、学术机构、企业和公众等的关注。20多年来,对天然气水合物的研究力度显著增大,同时多个国家制定了国家天然气水合物研究计划,对自然界中存在的天然气水合物的科学发现也在持续增加。

天然气水合物是一种具有极大潜力的新型能源,是由气体和水分子结合在一起形成的固态类冰状物质。天然气水合物中储存着世界上绝大部分的甲烷和大约三分之一的有机碳。天然气水合物主要分布在相对恶劣且遥远的极地和海洋环境,常产于陆域永久冻土层之下或陆架边缘海底沉积物中。天然气水合物的能源效率极高,常压下1立方米的水合物可以释放出0.8立方米的水和164~172立方米的气体,其中主要是可燃烧的甲烷,因而也经常被叫做“甲烷水合物”。

加拿大、美国、日本等国已先后在陆上和海上开展了甲烷水合物试采工作,尽管目前天然气水合物仍然面临着许多技术、经济、环境问题和挑战,但随着对天然气水合物科学认识的不断深入以及油气采收技术的不断创新,在未来的几十年里,从天然气水合物中开采大量的天然气将成为可能,它将成为可以造福于人类的“清洁、高效、低污染、系统化”的新型能源,这对未来全球能源系统的发展将具有重大意义。而对于中国这样的能源消费大国,深入开展甲烷水合物的科学理论研究、资源评价、勘探选区、技术方法研发、试采和示范、商业化开发等方面并跻身世界一流同样有着无比重要的战略意义。

为了使部局领导、管理人员、科研人员等更全面地了解甲烷水合物的“前世今生”,中国地质调查局地学文献中心(中国地质图书馆)文献情报室依托中国地质调查“地学情报综合研究与产品研发”(121201015000150002)项目对联合国环境规划署(UNEP)于2015年初编写完成的《“冰冻”的能源:甲烷水合物的全球展望》报告(卷二)进行了编译。卷二共分四章。第一章介绍了全球能源资源、能源系统的发展以及天然气水合物开发的潜在意义,并讨论了能源系统的长期远景,以及向该远景过渡时天然气水合物所发挥的作用;第二章主要论述了在认识天然气水合物的能源供给潜力上的一些关键问题,例如什么是最具有开发前景的天然气水合物矿床,以及天然气水合物矿床的示例研究等;第三章指出了部分最近提出的可满足天然气水合物生产要求的方法,包括建立安全场地条件、潜在的钻井与生产问题、各种天然气水合物矿床的钻井问题以及天然气水合物生产和开发时间框架等内容;第四章介绍了天然气水合物开发的社会影响以及水合物开发的政策和选择问题。

卷二旨在关注全球能源需求持续增加和碳排放升高的背景下,天然气水合物既是一种储量巨大的潜在能源资源,又是一种重要的温室气体来源。尽管利用目前的技术能从水合物中开采的天然气仅占全球资源的极小一部分,但是这一部分天然气意味着一个巨大的储量。这些可开采的天然气既包括赋存于规划中或已在开采的常规油气资源区域的高浓度天然气水合物矿床,也包括那些对开发自有能源资源有强烈动力的地区赋存的分散型天然气水合物。最近对天然气水合物资源潜力的详细评估结论是开采水合物矿床并无预想中的技术障碍。截至目前的一些天然气水合物试采工作说明大规模开采应该是可行的,但商业化开采尚待时间。技术进步与良好的全球/区域市场条件相结合最终将使天然气水合物的开采在经济上切实可行。因此,卷二给出了以天然气水合物为基础的、与能源相关的综述来评估未来的能源资源方案。卷二中的专题展望了未来能源的供给趋势,描述了天然气水合物的远景资源量、勘探开发技术以及开采可能对环境、经济、社会产生的潜在影响。

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