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瞄准科技前沿:“冰火”试采催生中国能源变革

2021-02-07 00:51上一篇:去年全社会用电量增长6.6% |下一篇:没有了

本文摘要:中共十九大报告明确提出,减缓生态文明体制改革,建设美丽中国最优秀的目标,以建设洗手低碳、安全高效的能源体系为建设目标的最重要手段之一。这无疑是中国当前环境保护和可持续发展面临的现实情况,逃避了问题的结局。多年来,中国被困在煤炭多的能源结构中。 据有关分析报告,2016年,中国经过艰难的希望,煤炭消费量占能源消费总量的4.7%,但比重仍达到62%。这种多年构成的煤炭多的能源结构,煤炭在铁矿、运输和自燃过程中的污染越来越积累,相当大程度上引起了以烟雾锁城为代表的一系列环境问题。

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中共十九大报告明确提出,减缓生态文明体制改革,建设美丽中国最优秀的目标,以建设洗手低碳、安全高效的能源体系为建设目标的最重要手段之一。这无疑是中国当前环境保护和可持续发展面临的现实情况,逃避了问题的结局。多年来,中国被困在煤炭多的能源结构中。

据有关分析报告,2016年,中国经过艰难的希望,煤炭消费量占能源消费总量的4.7%,但比重仍达到62%。这种多年构成的煤炭多的能源结构,煤炭在铁矿、运输和自燃过程中的污染越来越积累,相当大程度上引起了以烟雾锁城为代表的一系列环境问题。我国南海神狐海域,蓝鲸一号钻井平台开展天然气水合物试验作业。只有在加强环境治理的同时,大力开发利用环保、高效的替代能源,大大降低煤炭使用量,彻底改变中国能源结构,才能保证输掉蓝天保卫战,切实增强人们的获得感觉。

能量密度低,储藏量极丰富的清洁能源天然气水合物可燃冰给中国能源结构的变革带来了潜在的机会。要把潜在的机会变成现实,必须突破可燃冰铁矿技术,大幅度降低铁矿成本,尽快构筑可燃冰的商业开发。困难重铁矿石面对瓶颈,自1960年代以来,人们相继在冻土带和海洋深处发现了可燃冰,对其物理和化学性质,特别是能量密度低、环境保护等特点有了解,对其可观的储藏量进行了正确的预测和顺利的调查、检查。

在国际上,可燃冰早就被普遍认为是煤炭、石油等替代能源,是世界上最重要的战略资源。但是,40多年过去了,今天世界各国没有利用铁矿石可燃的冰,为什么中举铁矿石的国家也屈指可数呢?不,可燃冰铁矿是世界性的课题,这是矿原理和物理、化学性质的要求。天然气水合物由高压和低温组成。

一旦失压或温度上升,它不会变成气体,体积急剧下降160倍以上。在海底,天然气水合物被赋予泥砂。钻孔密封不良,大量海水倒入,可能导致更大范围内的不稳定,大量温室气体脱落,海底滑坡和更大的灾害。在冷冻土、泥沙中,天然气水合物混合砂砾,铁矿石中出现砂子很难处理。

天然气水合物铁矿一出,管道密封维护差,甲烷气体就不会脱落。可燃冰铁矿的核心难题是有序、高效率,不再产生地质等次生灾害。

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在实践中也印证了这一点。2013年,日本在南海沟展开了海上可燃冰试验,但由于砂等技术问题结束了。

2017年,日本在同一海域展开了第二次试验,迅速因砂问题再次停止生产。即使解决了铁矿石的技术问题,可燃冰作为新型绿色能源,其成本的比较竞争力也是制约开发利用的最重要因素,也就是说,与煤、石油、天然气等传统化石能源相比,可燃冰在解决问题的大规模铁矿石得到的基础上,将铁矿石、运输等综合成本降低到传统化石能源之后,在成功的5月中旬,中国南海神狐海域,碧海蓝天下,橙色蓝鲸1号钻井平台的矮小姿态耸立着,向海上开放的塔的末端跳着熊燃烧的火焰。这种火焰通过电视新闻画面消除了全国人民的热情,也吸引了世界的目光。

经过20多年的希望,中国能源科技工作者和工程师不仅构建了可燃冰勘测技术的一个又一个突破,顺利开展了海域和陆域可燃冰的采样,而且可行性攻下了海域可燃冰的铁矿试验,在南海,将这种深渊数万年的绿色能源用中国自律开发的技术和装备安全性举起了铁矿。此次中举铁矿历经60天持续生产气体和现场测试,总生产气体量近31万立方米,平均日产超强5000立方米,甲烷含量最少约99.5%,刷新生产气体时间和总量两项世界纪录。特别值得一提的是,中举铁矿受到今年第二号台风苗柏的严峻考验,台风中心仅次于风力11级、波高6.5米的危险环境,采购队采取有力措施大力应对,生产过程不受影响,生产过程稳定。试验的顺利乘势将中国可燃冰铁矿技术和能力推向当今世界最先进的设备水平。

本次南海可燃冰试验顺利进行时,中共中央、国务院向所有参加考试的公司和人员放入贺电,赞扬我国在可燃冰领域建立了历史突破,中举铁矿顺利是中国人民勇敢攀登世界科学技术高峰的另一项象征性成果,对推进能源生产和消费革命有着最重要、最深刻的影响。据中国地质调查局副总工程师、南海可燃冰试验现场指挥部指挥官宽叶建良说明,试验可燃冰试验顺利,试验队构建了6个技术体系,20个重要技术自主创新。其中,地层流体提取法是最重要的创意技术之一,该技术由本次可燃冰试采工程首席科学家卢海龙在国际上明确提出并执行。

地层流体提取法以可燃冰的物性和自然界的产量特征为基础,明确提出了可燃冰开发面临的储藏层沉积物不易出现砂、低渗透等问题,在储藏层和井壁平稳允许的上升幅度下,通过储藏层改建等方法,增大储藏层流体的提取量,超过了多年、高效、安全的铁矿可燃冰的目的。绿色能源还需要绿色铁矿。南海可燃冰中举铁矿的历史也是全面实施环境检测的过程,采矿队开发了适当的海洋环境监测技术,包括多学科多手段环境评价、立体环境监测和井下原位动态测量技术。另外,在试验环境安全性的预防管理方面,团队建立了可燃冰环境效果评价技术方法,构筑了取得试验前环境基础数据的大气、海水、海底、井下四位一体化的立体环境监测网,构筑了温度、压力、甲烷浓度和海底稳定性参数的动态监测和安全性警告。

射击目标构成产业链试验顺利,国产装备工作不可或缺。叶建良表示,由于可燃冰铁矿的特殊性,通常的海洋开发装备材料不需要应用,因此拒绝试验团队自律开发可燃冰专用装备、管材、类似材料等。据国土资源部中国地质调查局副局长李金发介绍,本次试验构建了许多基本技术装备的自主创新,包括适当试验储藏层特征的防砂筛管和限于动态监测海底应力的地震监测器,开发了可燃冰保温保压取样器、海底高效电磁检测系统、天然气水合物试验大型模拟实验装置。其中特别值得一提的是自主设计建设的超强深水半潜式钻井平台蓝鲸1号,是中国开发成功的世界仅次于钻井深度高的海上钻井平台之一,享受高效的双钻井系统。

该平台不分担中国可燃冰首次试验的重任,表现出优异的性能,特别是在应对台风等海上危险气象条件的环境下。李金发显然,试验顺利指出,中国构建了海域可燃冰开发理论、技术、工程和装备的自主创新,但这只是一个新的开始。

下一步,将逐步进行不同类型的天然气水合物试验,拒绝开发适应环境的不同类型特征的试验技术和技术装备,建立适合中国资源特征的开发技术体系。试验顺利后,中国可燃冰的开发呈现缓慢发展的势头。南海可燃冰试验烟花逐渐点燃,第一口试铁矿井封井后约1个月,鲸鱼1号姐妹船鲸鱼2号建设完成,首航顺利开展。这艘船创下了鲸鱼1号维持的多项性能记录,无疑成为中国可燃冰开发的另一个工具。

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最近,国务院批准后,可燃冰是中国第173个独立国家矿种。国土资源部矿产资源储量司司长鞠建华作出反应,大大促进了中国天然气水合物勘探开发的新发展阶段。国土资源部研究制定可燃冰资源调查开发计划,建立技术标准规范体系,加强资源管理和政策反对,推进可燃冰资源调查铁矿工作缓慢发展。值得注意的是,鞠建华泄露的政策方向是指可燃冰的商业化开发。

例如,将可燃冰开发列入战略新兴产业目录,与有关部门在税收优惠、价格补助金等方面制定支持政策,提高企业积极性,希望企业有序转移到天然气水合物调查开发领域。这将加强可燃冰作为新能源的市场竞争力,加强市场主体转向该领域的商业动力。例如,加强与可燃冰有关的根本科学问题研究和技术装备开发,不利于推进钻井装备制造、管网建设、工程施工、液化天然气船、非常规天然气勘探开发特殊技术和装备制造,构成上游勘探开发、中游运输储备、下游综合利用的原始产业链。

依托科技进步,维护海洋生态,增进天然气水合物调查铁矿产业化进程,为绿色发展、确保国家能源安全做出新的贡献。中共中央、国务院对海域可燃冰试验顺利的贺电说明了中国可燃冰事业的发展方向。

如果我们射击这个方向,最终成功成功,首次构筑可燃冰的开发利用,构筑能源结构的明显变革,进入绿色能源之路。


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