當(dāng)前新興能源的開采尚存爭議，成本仍然較高，技術(shù)瓶頸有待突破。在風(fēng)能、光伏、水能等新興能源日漸常態(tài)化的今天，我國新興能源商業(yè)化的明天又在哪里？
新興能源
俗稱可燃冰的天然氣水合物，被普遍認(rèn)為是21世紀(jì)最具潛力，可接替煤炭、石油的新型潔凈能源之一。全球范圍內(nèi)已直接或間接發(fā)現(xiàn)的可燃冰礦點97％集中在海洋，其余3％主要位于陸地凍土帶。
目前，已有美國、加拿大和我國進(jìn)行過陸地可燃冰試采，日本和我國進(jìn)行了海域可燃冰試采。我國盡管起步晚、底子薄，但一次性試采成功，并且是世界上首次成功實現(xiàn)資源量占全球90％以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型可燃冰安全、可控開采，60天累計產(chǎn)氣超過30萬立方米，意義顯著。
頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣,成分以甲烷為主,是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點,往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。四川盆地是我國頁巖氣富集區(qū)。
氫能作為一種完全無污染零排放的綠色高效二次能源，是聯(lián)系一次能源和能源用戶的中間紐帶。它生產(chǎn)不依賴化石燃料，儲量豐富，被譽(yù)為“人類的終極能源”，是世界能源發(fā)展的主要方向之一。
燃料電池是高效清潔利用氫能的最佳方式。我國《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014－2020年）》將氫能與燃料電池確定為20個能源科技重點創(chuàng)新方向之一。近年來，各部門密集出臺了多項產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)劃，大力支持氫能與燃料電池技術(shù)，尤其是氫燃料電池汽車的發(fā)展。
開采尚存爭議
新興能源被描繪出了美好的開發(fā)、應(yīng)用前景，不過，真正要實現(xiàn)類似石油、煤炭的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)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采存在一些討論。例如，可燃冰分解會促進(jìn)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(huán)境效應(yīng)調(diào)查評價》副負(fù)責(zé)人梁前勇說，全球可燃冰試采項目屈指可數(shù)，人類對可燃冰的安全、環(huán)保擔(dān)憂主要是從理論出發(fā)推斷而成，本身就需要工程驗證。
我國工程技術(shù)人員通過試采證明，海域可燃冰由于形成和賦存于海底高壓低溫環(huán)境中，只要停止人工干預(yù)，水合物所處地層溫度壓力就會重新回歸穩(wěn)定，水合物將不再繼續(xù)分解。此外，科學(xué)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(yīng)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(guī)模溫室效應(yīng)的可能。
當(dāng)然，要讓該觀點使所有人信服，還需要更多的開采實踐加以佐證。梁前勇等專家認(rèn)為，由于我國試采和預(yù)備開采海域海底坡度極為平緩，不易垮塌，且和日本粗砂型地質(zhì)相比，泥質(zhì)粉砂型地質(zhì)更具塑性，因此我國可燃冰開采的環(huán)境難點將主要集中在開采后可能引起的地層沉降預(yù)防上，而這也是全球共同面臨的核心難題，“盡管各國的試采都還沒看到沉降的出現(xiàn)，但也不能排除大面積開采后造成海底沉降的可能?，F(xiàn)在全球都在針對這個問題進(jìn)行研究，我們也將在未來的試采中重點關(guān)注、預(yù)防它。”
成本依然較高
新興能源的價值毋庸置疑，但當(dāng)下其開采、利用成本仍然較高，實現(xiàn)商業(yè)化有待時日。從日本試采深?？扇急膶嵺`來看，開采并沒有那么容易?，F(xiàn)有的可燃冰資源量和日產(chǎn)能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以支撐產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在我國800億噸油當(dāng)量的海域可燃冰遠(yuǎn)景資源量中，真正探明地質(zhì)儲量達(dá)千億方的僅神狐、東沙兩個礦體，2017年的試采日均產(chǎn)氣5151立方米，最高日產(chǎn)量達(dá)到3.5萬立方米，而具備商業(yè)化開采價值需達(dá)日均10萬立方米以上，因此當(dāng)前的開采能力與這一產(chǎn)出預(yù)期仍有較大距離，這也就意味著可燃冰的開發(fā)暫時無法實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
中國的頁巖氣儲量理論數(shù)據(jù)雖然大，但是地質(zhì)條件遠(yuǎn)不如美國。美國頁巖氣地質(zhì)條件使其開發(fā)難度小，開發(fā)成本也相對低，中國頁巖氣地質(zhì)條件使得開采的難度大，開發(fā)成本也相對高。
按照美國頁巖氣業(yè)界劃分標(biāo)準(zhǔn)，埋藏深度低于1千米的屬于淺層頁巖氣藏，深度在1-4千米的屬于深層頁巖氣藏，超過4千米的屬于超深層頁巖氣藏。美國頁巖氣層深度為0.8-2.6千米，中國頁巖氣藏為1.5-3.5千米。中國在四川盆地開發(fā)頁巖氣取得初步成功，但是這里的地質(zhì)條件要比許多美國頁巖氣開發(fā)點差得多。況且把天然氣從四川偏遠(yuǎn)的山區(qū)運(yùn)輸出去也面臨一定困難。如果在塔里木盆地開發(fā)頁巖氣時采用水力壓裂技術(shù)將面臨著缺少足夠水源的問題。以目前的頁巖氣開發(fā)進(jìn)度，短期內(nèi)無法滿足國內(nèi)對于天然氣的大量需求。
氫能同樣面臨類似問題。清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)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(jīng)培育出較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，只是相關(guān)產(chǎn)品造價較高。氫燃料電池應(yīng)用也多見于交通領(lǐng)域比如大中型客車中，在乘用車領(lǐng)域，國內(nèi)廠家仍處于樣車制造階段。
氫燃料電池系統(tǒng)及其附件的成本比較昂貴，導(dǎo)致氫燃料汽車造價一直居高不下。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還受到低成本資源分布的局限。通常來說，如果發(fā)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；也可以通過氯堿化工、天然氣化工等富產(chǎn)氫工業(yè)的副產(chǎn)品，加以提純獲得氫。但由于氫能的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本較高，導(dǎo)致有效經(jīng)濟(jì)半徑小，有廉價氫源的地方才能發(fā)展氫能與燃料電池。
為避免外界誤解，徐華池強(qiáng)調(diào)，氫燃料電池車與純電動車不是替代關(guān)系，更應(yīng)表現(xiàn)為互補(bǔ)關(guān)系。因其物理特性不同，純電動車適合乘用車和城市內(nèi)的短途交通，氫燃料電池車更適合運(yùn)用于長途、高動力的場景，例如城際大巴、物流等。
技術(shù)瓶頸待突破
新興能源快速產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸仍然存在。以頁巖氣為例，美國“頁巖氣革命”的成功得益于水平鉆井和水力壓裂技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，我國在該技術(shù)上仍有待提高。
國際能源署去年底發(fā)布《世界能源展望2017中國特別報告》預(yù)計，到2040年，天然氣在中國主要能源結(jié)構(gòu)中占比將從不足6％上升至12％，其中天然氣產(chǎn)量增加將主要來自非常規(guī)氣中的頁巖氣。中石油西南油氣田公司負(fù)責(zé)人馬新華表示，中石油的目標(biāo)是2020年頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到120億方，2035年實現(xiàn)500億方，資源沒問題，關(guān)鍵還是需要工程技術(shù)和組織體系跟得上。
當(dāng)然，技術(shù)的自主突破不可或缺。新興能源勘探開發(fā)起步時間不長，從一開始就要圍繞技術(shù)的創(chuàng)新突破做文章，使我國在能源保障能力建設(shè)方面真正實現(xiàn)獨立自主。
以頁巖氣為例，中石化勘探分公司總經(jīng)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，支持深層頁巖氣效益開發(fā)技術(shù)攻關(guān)，著力攻堅頁巖氣藏富集機(jī)理、預(yù)測技術(shù)、改造壓裂工程技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。鼓勵有實力的科技型中小企業(yè)參與精耕頁巖氣開發(fā)技術(shù)工程及裝備領(lǐng)域，力求多點突破，不斷降低頁巖氣勘探開發(fā)全鏈條成本。
還要以應(yīng)用為導(dǎo)向，不斷拓寬新興能源的應(yīng)用領(lǐng)域，為今后大規(guī)模應(yīng)用做準(zhǔn)備。通過科研支持的方式，加速推進(jìn)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)布局，推廣氫能與燃料電池技術(shù)在車用動力、分布式能源、儲能裝備等方向的跨領(lǐng)域應(yīng)用，使該產(chǎn)業(yè)的鏈條不斷完備。
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