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2018-07-30 来源:人民网-能源频道 |
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原文来源:经济参考报 (稿件除署名外,均由记者毛振华、杨迪、王攀、陶冶采写)
近年来,可燃冰、页岩气、氢能等新兴能源崭露头角,在绿色清洁、提高能源利用效率等方面优势越发突出。《经济参考报》记者了解到,我国在新兴能源领域探明的储量相当可观,应用探索也已起步。不过,当前新兴能源的开采尚存争议,成本仍然较高,技术瓶颈有待突破。在风能、光伏、水能等新兴能源日渐常态化的今天,下一个“王者”会是谁?我国新兴能源商业化的明天又在哪里?
可燃冰、页岩气、氢能……谁将是下一代新能源希望之星?
新兴能源商业化面临三大障碍 开采尚存争议 新兴能源被描绘出了美好的开发、应用前景,不过,真正要实现类似石油、煤炭的大规模商业应用,目前看来还有很长的路要走。在民间,对部分新兴能源的开采存在一些讨论。例如,可燃冰分解会促进气候变暖,这样的观点直到今天仍有市场,但事实真是如此吗? 国家水合物专项项目《南海天然气水合物环境效应调查评价》副负责人梁前勇说,全球可燃冰试采项目屈指可数,人类对可燃冰的安全、环保担忧主要是从理论出发推断而成,本身就需要工程验证。 我国工程技术人员通过试采证明,海域可燃冰由于形成和赋存于海底高压低温环境中,只要停止人工干预,水合物所处地层温度压力就会重新回归稳定,水合物将不再继续分解。此外,科学研究及海底冷泉等甲烷自然泄漏的实例表明,即使一定量的甲烷泄漏到海底,也应该是随着洋流在海面下活动,海洋的净化能力完全能消化吸收,理论上不存在造成大规模温室效应的可能。 当然,要让该观点使所有人信服,还需要更多的开采实践加以佐证。梁前勇等专家认为,由于我国试采和预备开采海域海底坡度极为平缓,不易垮塌,且和日本粗砂型地质相比,泥质粉砂型地质更具塑性,因此我国可燃冰开采的环境难点将主要集中在开采后可能引起的地层沉降预防上,而这也是全球共同面临的核心难题,“尽管各国的试采都还没看到沉降的出现,但也不能排除大面积开采后造成海底沉降的可能。现在全球都在针对这个问题进行研究,我们也将在未来的试采中重点关注、预防它。” 成本仍然较高 新兴能源的价值毋庸置疑,但当下其开采、利用成本仍然较高,实现商业化有待时日。从日本试采深海可燃冰的实践来看,开采并没有那么容易。现有的可燃冰资源量和日产能力还远远不足以支撑产业化进程。在我国800亿吨油当量的海域可燃冰远景资源量中,真正探明地质储量达千亿方的仅神狐、东沙两个矿体,2017年的试采日均产气5151立方米,最高日产量达到3.5万立方米,而具备商业化开采价值需达日均10万立方米以上,因此当前的开采能力与这一产出预期仍有较大距离,这也就意味着可燃冰的开发暂时无法实现经济效益。 我国页岩气的储量理论数据虽大,但地质条件远不如美国,这就造成了开采难度大,开发成本也相对高。专家坦言,我国页岩气储层“地质老、埋藏深”,3500米以浅的资源只占储量的15%,3500-4500米的占85%,这些深层页岩气在现有的经济技术条件下无法实现商业开采。 氢能同样面临类似问题。清华四川能源互联网研究院氢能研究室副主任徐华池表示,我国氢能与燃料电池已经培育出较为完整的产业链,只是相关产品造价较高。氢燃料电池应用也多见于交通领域比如大中型客车中,在乘用车领域,国内厂家仍处于样车制造阶段。 氢燃料电池系统及其附件的成本比较昂贵,导致氢燃料汽车造价一直居高不下。氢能产业的发展还受到低成本资源分布的局限。通常来说,如果发展电解水制氢,需要较为丰富的水资源和比较低廉的电价支持;也可以通过氯碱化工、天然气化工等富产氢工业的副产品,加以提纯获得氢。但由于氢能的远距离运输成本较高,导致有效经济半径小,有廉价氢源的地方才能发展氢能与燃料电池。 为避免外界误解,徐华池强调,氢燃料电池车与纯电动车不是替代关系,更应表现为互补关系。因其物理特性不同,纯电动车适合乘用车和城市内的短途交通,氢燃料电池车更适合运用于长途、高动力的场景,例如城际大巴、物流等。 技术瓶颈待破 新兴能源快速产业化的技术瓶颈仍然存在。以页岩气为例,美国“页岩气革命”的成功得益于水平钻井和水力压裂技术的成熟和广泛应用,我国在该技术上仍有待提高。 国际能源署去年底发布《世界能源展望2017中国特别报告》预计,到2040年,天然气在中国主要能源结构中占比将从不足6%上升至12%,其中天然气产量增加将主要来自非常规气中的页岩气。中石油西南油气田公司负责人马新华表示,中石油的目标是2020年页岩气产量达到120亿方,2035年实现500亿方,资源没问题,关键还是需要工程技术和组织体系跟得上。 当然,技术的自主突破不可或缺。新兴能源勘探开发起步时间不长,从一开始就要围绕技术的创新突破做文章,使我国在能源保障能力建设方面真正实现独立自主。 以页岩气为例,中石化勘探分公司总经理郭旭升等人士建议,国家可以通过科技专项和市场化、多主体参与的方式,支持深层页岩气效益开发技术攻关,着力攻坚页岩气藏富集机理、预测技术、改造压裂工程技术等关键技术。鼓励有实力的科技型中小企业参与精耕页岩气开发技术工程及装备领域,力求多点突破,不断降低页岩气勘探开发全链条成本。 还要以应用为导向,不断拓宽新兴能源的应用领域,为今后大规模应用做准备。通过科研支持的方式,加速推进氢能与燃料电池产业布局,推广氢能与燃料电池技术在车用动力、分布式能源、储能装备等方向的跨领域应用,使该产业的链条不断完备。
开启应用之门:新兴能源产业化步伐还需坚实
当前,对新兴能源的利用价值及潜能,既不能盲目乐观,也没必要消极悲观。在一些业内人士及专家学者看来,我国新兴能源在勘探开采的关键技术上,亟待攻坚突破,能源利用优势有待培育,而这有助于新兴能源快速展现其商业价值,逐渐打开常态化应用之门。 一些国家在可燃冰上的积极态度,就与美国“页岩气革命”给全球能源市场带来的巨大冲击和深刻教训有直接关系。专家表示,世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国,从20世纪70年代起的四十多年里,美国企业和政府克服了初始技术不完善、开发成本高昂、市场波动剧烈等一系列困难与挑战,在持续不断的争议中坚持投入,最终成为世界上唯一实现页岩气大规模商业性开采的国家,这场“页岩气革命”不仅动摇了世界能源格局,最终对国际产业格局乃至地缘政治格局产生了巨大影响。 从美国“页岩气革命”的实施路径和成功经验看,资源量和生产量是决定一种颠覆性新能源能否被市场接受的关键要素。同样是颠覆性的产业效应,美国在“页岩气革命”上的坚持与投入,对包括我国在内的世界各国深耕新兴能源具有现实借鉴意义。 有专家指出,必须尽快探索将新兴资源纳入常态化管理体系之下。以可燃冰为例,其开发需要产业经济、技术和政策体系的配套。可燃冰还不是一个独立的矿种,并没有与之相匹配的矿业权管理制度,其产业化所需的土地、海洋、生态、环保、安全、能源等法规条例、技术标准及相关政策尚未完善甚至基本空白,削弱了企业的开发意愿。可将天然气水合物设立为新矿种,纳入新兴战略产业目录,制定相关产业政策,鼓励和引导企业参与勘探开发,推动天然气水合物开发利用进程。 氢能、页岩气等新兴能源的开发同样如此。在确定其战略价值的基础上,要围绕制定统筹规划方案,明确部门责任,开展持续性投入,从而提高我国能源保障能力,造福生态环境。
评论: 新兴能源:一个可触摸的能源新时代 俗称可燃冰的天然气水合物,被普遍认为是21世纪最具潜力,可接替煤炭、石油的新型洁净能源之一。中国地质调查局副总工程师、广州海洋地质调查局局长叶建良介绍,全球范围内已直接或间接发现的可燃冰矿点97%集中在海洋,其余3%主要位于陆地冻土带。 目前,已有美国、加拿大和我国进行过陆地可燃冰试采,日本和我国进行了海域可燃冰试采。我国尽管起步晚、底子薄,但一次性试采成功,并且是世界上首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型可燃冰安全、可控开采,60天累计产气超过30万立方米,意义显著。 我国在可燃冰勘探开采中,正在建立系统优势。2017年,我国首次海域可燃冰试采实现了理论、技术、工程、装备四大领域的全面突破。在中国地质调查局副局长李金发、北京大学教授兼天然气水合物试采工程首席科学家卢海龙等专家看来,除在全球率先建立可燃冰“两期三型”成矿理论、“三相控制”开采理论外,我国还实现了六大技术体系、20项关键技术自主创新,尤其是“地层流体抽取”试采方法有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题,这些技术和方案正在申请专利保护。 页岩气是一种优质、高效、清洁的低碳能源。四川盆地是我国页岩气富集区。6月8日,位于重庆市大足区埋深达3925米的足202-H1井,测试日产气量45.67万立方米,标志着我国在深层页岩气勘探中取得新进展。一直以来,受限于技术等因素,我国对埋深在3500米到4000米的深层页岩气未能获得实质性突破,此次试气成功,对今后将探明的深层次储量转化为可利用能源来说,意义重大。 今年4月,我国首个大型页岩气田——重庆涪陵页岩气田宣布,经过5年建设,如期建成100亿方年产能,相当于新建一个千万吨级大油田。这标志着我国页岩气开发突破了技术、环保、市场等一系列制约瓶颈,加速迈进大规模商业化发展阶段。 中石化涪陵页岩气勘探开发公司总经理胡德高告诉记者,从2012年11月涪陵焦页1HF井取得页岩气勘探突破,到2015年完成一期50亿立方米年产能建设目标,再到如今建成100亿方年产能,涪陵页岩气田不仅跻身全球除北美之外最大的页岩气田,也有力催化了我国页岩气商业开发。 在涪陵页岩气田的成功示范下,四川盆地及周缘地区页岩气开发正快速跟进。中石油长宁-威远页岩气示范区已于2016年建成。中石油西南油气田公司负责人马新华说,去年已产气30亿方,2018年预计可达50亿方。 氢能作为一种完全无污染零排放的绿色高效二次能源,是联系一次能源和能源用户的中间纽带。它生产不依赖化石燃料,储量丰富,被誉为“人类的终极能源”,是世界能源发展的主要方向之一。 燃料电池是高效清洁利用氢能的最佳方式。我国《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》将氢能与燃料电池确定为20个能源科技重点创新方向之一。近年来,各部门密集出台了多项产业政策和规划,大力支持氢能与燃料电池技术,尤其是氢燃料电池汽车的发展。截至今年5月,国内目前已有1200多台氢燃料电池车投入运行,主要的应用类型是公交车和物流车。 今年2月底以来,四川首批十台氢燃料电池公交车陆续在成都市郫都区投入载客运行。这批氢燃料电池客车由东方电气和蜀都客车联合制造,其中最核心的燃料电池发动机、驱动电机及控制器由东方电气提供,整车由蜀都客车提供。 东方电气氢燃料电池科技有限公司副总经理鄢治国说,从载客运行数据看,氢燃料电池公交车百公里氢耗近4千克,续航里程500至600公里,加氢时间3至5分钟,具有续航里程长、加注时间短、零污染排放且无二次污染等特点。
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