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可燃冰、頁岩氣、氫能……誰將是下一代新能源希望之星
2018-07-30 07:40:39 來源: 經濟參考報
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  近年來,可燃冰、頁岩氣、氫能等新興能源嶄露頭角,在綠色清潔、提高能源利用效率等方面優勢越發突出。《經濟參考報》記者了解到,我國在新興能源領域探明的儲量相當可觀,應用探索也已起步。不過,當前新興能源的開採尚存爭議,成本仍然較高,技術瓶頸有待突破。在風能、光伏、水能等新興能源日漸常態化的今天,下一個“王者”會是誰?我國新興能源商業化的明天又在哪裏?

  開採尚存爭議

  新興能源被描繪出了美好的開發、應用前景,不過,真正要實現類似石油、煤炭的大規模商業應用,目前看來還有很長的路要走。在民間,對部分新興能源的開採存在一些討論。例如,可燃冰分解會促進氣候變暖,這樣的觀點直到今天仍有市場,但事實真是如此嗎?

  國家水合物專項項目《南海天然氣水合物環境效應調查評價》副負責人梁前勇説,全球可燃冰試採項目屈指可數,人類對可燃冰的安全、環保擔憂主要是從理論出發推斷而成,本身就需要工程驗證。

  我國工程技術人員通過試採證明,海域可燃冰由于形成和賦存于海底高壓低溫環境中,只要停止人工幹預,水合物所處地層溫度壓力就會重新回歸穩定,水合物將不再繼續分解。此外,科學研究及海底冷泉等甲烷自然泄漏的實例表明,即使一定量的甲烷泄漏到海底,也應該是隨著洋流在海面下活動,海洋的凈化能力完全能消化吸收,理論上不存在造成大規模溫室效應的可能。

  當然,要讓該觀點使所有人信服,還需要更多的開採實踐加以佐證。梁前勇等專家認為,由于我國試採和預備開採海域海底坡度極為平緩,不易垮塌,且和日本粗砂型地質相比,泥質粉砂型地質更具塑性,因此我國可燃冰開採的環境難點將主要集中在開採後可能引起的地層沉降預防上,而這也是全球共同面臨的核心難題,“盡管各國的試採都還沒看到沉降的出現,但也不能排除大面積開採後造成海底沉降的可能。現在全球都在針對這個問題進行研究,我們也將在未來的試採中重點關注、預防它。”

  成本仍然較高

  新興能源的價值毋庸置疑,但當下其開採、利用成本仍然較高,實現商業化有待時日。從日本試採深海可燃冰的實踐來看,開採並沒有那麼容易。現有的可燃冰資源量和日産能力還遠遠不足以支撐産業化進程。在我國800億噸油當量的海域可燃冰遠景資源量中,真正探明地質儲量達千億方的僅神狐、東沙兩個礦體,2017年的試採日均産氣5151立方米,最高日産量達到3.5萬立方米,而具備商業化開採價值需達日均10萬立方米以上,因此當前的開採能力與這一産出預期仍有較大距離,這也就意味著可燃冰的開發暫時無法實現經濟效益。

  我國頁岩氣的儲量理論數據雖大,但地質條件遠不如美國,這就造成了開採難度大,開發成本也相對高。專家坦言,我國頁岩氣儲層“地質老、埋藏深”,3500米以淺的資源只佔儲量的15%,3500-4500米的佔85%,這些深層頁岩氣在現有的經濟技術條件下無法實現商業開採。

  氫能同樣面臨類似問題。清華四川能源互聯網研究院氫能研究室副主任徐華池表示,我國氫能與燃料電池已經培育出較為完整的産業鏈,只是相關産品造價較高。氫燃料電池應用也多見于交通領域比如大中型客車中,在乘用車領域,國內廠家仍處于樣車制造階段。

  氫燃料電池係統及其附件的成本比較昂貴,導致氫燃料汽車造價一直居高不下。氫能産業的發展還受到低成本資源分布的局限。通常來説,如果發展電解水制氫,需要較為豐富的水資源和比較低廉的電價支持;也可以通過氯鹼化工、天然氣化工等富産氫工業的副産品,加以提純獲得氫。但由于氫能的遠距離運輸成本較高,導致有效經濟半徑小,有廉價氫源的地方才能發展氫能與燃料電池。

  為避免外界誤解,徐華池強調,氫燃料電池車與純電動車不是替代關係,更應表現為互補關係。因其物理特性不同,純電動車適合乘用車和城市內的短途交通,氫燃料電池車更適合運用于長途、高動力的場景,例如城際大巴、物流等。

  技術瓶頸待破

  新興能源快速産業化的技術瓶頸仍然存在。以頁岩氣為例,美國“頁岩氣革命”的成功得益于水平鑽井和水力壓裂技術的成熟和廣泛應用,我國在該技術上仍有待提高。

  國際能源署去年底發布《世界能源展望2017中國特別報告》預計,到2040年,天然氣在中國主要能源結構中佔比將從不足6%上升至12%,其中天然氣産量增加將主要來自非常規氣中的頁岩氣。中石油西南油氣田公司負責人馬新華表示,中石油的目標是2020年頁岩氣産量達到120億方,2035年實現500億方,資源沒問題,關鍵還是需要工程技術和組織體係跟得上。

  當然,技術的自主突破不可或缺。新興能源勘探開發起步時間不長,從一開始就要圍繞技術的創新突破做文章,使我國在能源保障能力建設方面真正實現獨立自主。

  以頁岩氣為例,中石化勘探分公司總經理郭旭升等人士建議,國家可以通過科技專項和市場化、多主體參與的方式,支持深層頁岩氣效益開發技術攻關,著力攻堅頁岩氣藏富集機理、預測技術、改造壓裂工程技術等關鍵技術。鼓勵有實力的科技型中小企業參與精耕頁岩氣開發技術工程及裝備領域,力求多點突破,不斷降低頁岩氣勘探開發全鏈條成本。

  還要以應用為導向,不斷拓寬新興能源的應用領域,為今後大規模應用做準備。通過科研支持的方式,加速推進氫能與燃料電池産業布局,推廣氫能與燃料電池技術在車用動力、分布式能源、儲能裝備等方向的跨領域應用,使該産業的鏈條不斷完備。

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【糾錯】 責任編輯: 郝多
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