可燃冰究竟是啥，开发价值有多大

  可燃冰，学名天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate），是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状的结晶化合物。从外形上看，它就像是白色或浅灰色的冰雪晶体，却可以像固体酒精一样被点燃，所以被称为“可燃冰”。

  可燃冰能量密度非常高。同等条件下，它燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍。事实上，1立方米可燃冰可分解释放出160立方米以上的天然气。由于能量密度大，如果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。

  由于可燃冰是天然气和水的化合物，燃烧后仅会产生少量的二氧化碳和水，与煤、石油等传统化石能源产生大量污染相比，是真正的绿色能源，被誉为“21世纪最具商业开发前景的绿色清洁战略能源”。

  它如何形成，到哪里能找到

  可燃冰的形成必须具备四个条件。一是温度，生成可燃冰的温度不能太高，也不能太低，适宜温度是0—10℃之间，最高限是20℃。二是压力，形成可燃冰需要足够的压力，但也不能太大，在0℃时，30个大气压以上就可。三是气源，“巧妇难为无米之炊”，丰富的天然气是可燃冰的重要组成部分。四是适量的水，这也是形成可燃冰不可或缺的成分。

  因此，目前发现的可燃冰资源主要分布在海底0—1500米深的大陆架以及北极等永久冻土地区。而海底可燃冰的分布范围要比陆地大很多，据科学家大致估计，可燃冰分布的陆海比例为1:100，大约27%的陆地，包括极地冰川冻土带和冰雪高山冻结岩，以及90%的大洋水域是可燃冰的潜在区。陆地可燃冰分布较少是因为除了永久冻土层，其他地方很少像海底一样具备可燃冰形成的条件，而在海底300—500米的沉积物中都可能具备。

  储量有多少，够用多久

  可燃冰储量巨大。在全球范围内，可燃冰已探明储量是现有天然气、石油储量的两倍，足够人类使用1000年，因此它被很多人视为未来能源之星。

  在我国，可燃冰资源十分丰富，主要分布在南海、东海海域，以及青藏高原、东北的冻土区。据粗略估计，仅南海北部陆坡的可燃冰资源就达到186亿吨油当量，相当于南海深水勘探已探明油气储量的6倍，达到我国陆上石油资源总量的50%。

  通过勘查，2016年在我国海域已圈定了6个可燃冰成矿远景区，在青南藏北已优选了9个有利区块，预计我国可燃冰远景资源量超过1000亿吨油当量，潜力巨大。

  大规模开发利用面临三大难题

  可燃冰被发现纯属偶然。在20世纪30年代，苏联为了向欧洲国家输送天然气，开始铺设巨型天然气管道。但是，管道经常莫名其妙地发生堵塞，工人们将管道剖开后发现，一种外观酷似冰雪样的物质堵塞住了管道。研究后才发现这是一种天然气与水的结合物，有很强的燃烧能力。

  但是，这种可燃烧的冰雪样物质一直没有引起人们的特别关注。直到20世纪60年代，一些国家才逐渐开始对可燃冰的研究和勘探。目前世界上已经有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。然而，大规模商业开采至今仍未能实现。

  和石油、天然气相比，开采可燃冰主要面临着以下三个难题：

  1．可能导致大量温室气体排放，会污染环境。科学家指出，开发可燃冰非常危险，由于水化物是在低温高压下形成的，它的主要成分是甲烷80％、二氧化碳20％，一旦脱离地下和海底，气化造成的温室效应十分严重。且开采时还有可能导致海床崩塌使甲烷大量释放，释放过程中一旦失控，难免酿成灾难。有学者认为，可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体进入大气，无疑会增加温室效应，进而使地球升温更快。正是从保护环境的角度出发，有些科学家甚至建议终止开发利用可燃冰的研究。

  2．存在条件特殊，开发极有可能引发地质灾害。由于可燃冰经常作为沉积物的胶结物存在，它对沉积物的强度起着关键的作用。可燃冰的形成和分解能够影响沉积物的强度，进而诱发海底滑坡等地质灾害的发生。日益增多的研究成果表明，由自然或人为因素所引起的温压变化，均可使水合物分解，造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。美国地质调查所的调查表明，可燃冰能导致大陆斜坡上发生滑坡，这对各种海底设施是一种极大的威胁。由此可见，可燃冰作为未来新能源的同时也是一种危险的能源。

  3．目前技术条件下开采成本过于高昂。有关研究成果表明，可燃冰形成的必要条件是低温和高压，因而它主要存在于冻土层和海底大陆坡中。这些赋存所需要的特殊温度和压力条件，使人们采集可燃冰的实物样品十分困难，不仅需要高投资，还需要游泳航海、地质钻探、样品取存等方面的高技术和先进设备。

  目前，可燃冰的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。而开采的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。此前，有多个国家都进行过试验性开采，但要么技术复杂成本高昂，要么推广价值不大，不适合大规模作业。

  我国试采如何保证不影响周边环境

  试采可燃冰，外界一直有一个疑问，就是会不会对周边海域的环境造成影响。我国进行海域可燃冰试采期间，为此投入大量人力物力。

  2011年6月至2017年3月，南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作，对试采区进行了多年系统调查，调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等，基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征，同时，发展了一系列我国自主产权的环境评价技术，为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

  可燃冰试采的环境问题，主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解，导致甲烷泄漏，从而引起海底滑坡等地质灾害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题，在试采过程中，一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征，通过合理设计井位及降压方案，从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题，另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备，构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系，实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响，整个过程安全、友好、可控、环保。

  相关负责人表示，本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题，并在之后3—5年内开展第二次试采，进一步为商业化开采做好技术准备。

  可燃冰概念有望让哪些产业受益

  我国试采海域可燃冰成功的消息传出当天，资本市场就对这一利好做出了反应，油气开采相关的个股涨幅居前。

  招商证券分析认为，由于可燃冰多数分布于海底，因此海上钻采设备将主要受益。此外可燃冰开采增加天然气供给，有望降低天然气使用成本，天然气使用比例进一步提高，下游应用设备受益。从目前发展趋势，海上开采向深水、超深水发展，开采可燃冰将增加对深水钻井平台需求。此外可燃冰开采需要运输回大陆，而资源输出国家还会将开采出来的天然气出口。在近海领域开采能够铺设海底管道输送，但在远海则必须依靠浮式天然气液化设施 FLNG液化和LNG船运输。因此，招商证券认为从主题投资角度建议关注杰瑞股份(海上钻井设备油田服务)、富瑞特装(LNG 应用设备)、吉艾科技(测井设备)、中集集团(海洋工程)、中国重工(海上钻井平台)和中国船舶(LNG船)。

  太平洋证券分析师张学指出，中长期看好上游勘探开发。我国《天然气发展“十三五”规划》已明确天然气的主体能源地位，力争到2020年天然气消费占比提高到10%，可燃冰的开发将加大天然气的供给，有望推动我国非常规油气的开发投资的增长。张学指出，目前可燃冰开采商业化仍处在研究阶段，且由于开采成本高，短期内大规模开发可能性较低，对公司业绩影响有限，但考虑到可燃冰储量丰富，未来有改变全球能源供给的可能性，长期来看相关上市公司或将大幅受益。由于可燃冰主要分布在海底，未来海上油气钻采设备及服务厂商有望首先受益，推荐石化机械、海油工程、杰瑞股份、纽威股份。

  平安证券也曾发布研报称，可燃冰储量丰富，未来有望主导全球能源供给，但目前各国对可燃冰的赋存条件、形成机理和分布特征的研究，以及更进一步经济性开采技术尚未成熟。中国原本计划2030年才进入商业化开采阶段，但以目前进程来看，无论是技术还是商业化进程都已经超预期。

  （本报综合）