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胡可一:江南造船已着手设计可燃冰开采船

浏览次数:4307来源:中国海洋工程装备网编辑:庞晓宇时间:2017-06-09

  5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这标志着我国成为全球第一个实现在海域可燃冰试采中获得连续稳定产气的国家。而就可燃冰的商业开采江南造船总工程师胡可一发表了他独到的看法。

  最近,一则关于“可燃冰”的新闻红遍了各种媒体。2017年5月10日,中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203~277米的天然气水合物(俗称“可燃冰”)矿藏中开采出天然气,天然气产量稳定,甲烷含量最高达99.5%,实现了预定目标。这次试采成功是我国首次、也是世界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天然气水合物安全可控开采,为实现天然气水合物商业性开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验,打破了我国在能源勘查开发领域长期跟跑的局面,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越,对保障国家能源安全、推动绿色发展、建设海洋强国具有重要而深远的影响。

  虽然可燃冰前景广阔,但当前进行大量稳定开采仍然面临很多困难。首先是开采技术问题暂时难以突破,当前可燃冰尚无成熟完美的开采技术,传统的三种方法均不太成熟,热激发开采法至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题;化学试剂注入开采法所需的化学试剂费用昂贵,对天然气水合物层的作用缓慢,而且还会带来一些环境问题;减压开采法不需要连续激发,成本较低,适合大面积开采,尤其适用于存在下伏游离气层的天然气水合物藏的开采,是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。但它对天然气水合物藏的性质有特殊的要求,只有当天然气水合物藏位于温压平衡边界附近时减压开采法才具有经济可行性。

  据估计,目前可燃冰开采成本高达每立方米200美元,单位热值的开采成本远高于开采常规天然气和石油的成本。第三是环境污染风险。可燃冰稳定性较差,一旦汽化可能导致大规模爆炸,“封存”它的海底沉积物会失去稳定,不仅对海底管道、通信电缆和开采平台以及科学仪器造成破坏,而且还有可能造成大陆架边缘动荡从而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸。而且可燃冰在开采过程中可能造成甲烷成分泄露,全球可燃冰中蕴含的甲烷量约是大气圈中的3000倍,而可燃冰分解产生的甲烷进入大气的量即使只有大气甲烷总量的0.5%,也会明显加速全球变暖的进程。正因为存在上述诸多有待突破的问题,我国计划先对开采技术进行充分研究使其成熟,到2030年前后再进行天然气水合物的商业开采。这一策略是十分明智和理性的。

  2010年,江南团队在胡可一指导下设计的可燃冰开采概念船

  十年前,本人在访问日本三井造船时,听了日方关于可燃冰的技术讲座和可燃冰的燃烧试验,感觉若实现可燃冰商业开采,将会是国家能源战略和海洋经济的一个重要组成部分。要商业化开采可燃冰,必须解决甲烷的绿色安全开采、经济安全储运等关键技术难题。可燃冰的新型开采方式中相对可行的方法是置换法,即用二氧化碳去置换天然气水合物中的甲烷。江南造船当时研发了液化二氧化碳运输船和MOSS型液化天然气(LNG)船,因此就大胆地设想,能否可以设计这样一艘船,去程将用于置换的二氧化碳运过去,回程将置换出来的甲烷液化后运回去。此外,还将可燃冰开采装置设计成一艘“子船”。2010年,江南造船的青年团队以这个理念为基础设计了“中华鲟”号可燃冰开采船方案,曾获“中船理想杯”未来船舶创意大赛三等奖。尽管这个设想方案距离工程化还有很大的距离,但这种创新精神还是值得称道的。

  作为造船人,我们应当敏锐地意识到,可燃冰的商业化开采对船海企业来说蕴育者无数商机。这次在可燃冰试开采出尽风头的“蓝鲸一号”是一个通用的钻井平台,如要进行商业化开采和运输,必定对高效、经济、耐用的可燃冰开采平台和运输船舶提出需求。江南造船作为国内液化气船设计建造领先者,将致力海洋工程技术再创新,目前已经着手利用成熟的C型舱技术进行液化二氧化碳/LNG兼用运输船的研发,为置换法可燃冰开采后的运输提供绿色、安全、高效、经济和可靠的运输船舶,助推可燃冰实现商业开采。为国家能源战略落实和海洋经济的发展打下坚实的基础。

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