海底的“燃烧的冰”是解决能源问题的救星吗？

2008/10/01

AIST在这样的地方：海底下的“燃烧的冰”将成为能源问题的救世主！？ AIST世界领先的甲烷水合物生产技术

#能源/环境限制响应

下一代自然资源备受关注

由于对全球变暖的担忧，天然气燃烧时排放的二氧化碳比石油少，是一种全球需求不断增长的能源。甲烷水合物作为生产天然气的资源引起了广泛关注。
甲烷水合物是天然气原料甲烷气体在海底以冰的形式凝固而成的物质。点燃时会燃烧，因此也被称为“火焰冰”。它含有丰富的甲烷气体，约为其体积的160倍，可以根据地震勘探获得的反射信号来估计其存在。（AIST 杂志“什么是甲烷水合物？」）
目前，甲烷水合物存在于多年冻土带、大陆周边500米以上海底地层以及里海、贝加尔湖等深水湖床中，广泛分布于世界各地。因此，包括美国、印度、中国、韩国在内的世界各国都在着手甲烷水合物的研发国家项目，预计将成为下一代自然资源。

日本成为“资源超级大国”的潜力

据说日本周边海域大量存在甲烷水合物，已确认北海道周边的日本海、鄂霍次克海、太平洋、本州至四国的太平洋一侧大陆坡以及九州西海岸，总面积约122,000平方公里（截至2009年调查）。例如，据估计，仅渥美半岛和志摩半岛沿岸的南海海槽东部地区的储量就相当于国内11年的天然气消耗量。
日本的大部分能源依赖进口。如果能够利用甲烷水合物作为资源，人们认为可以在本国确保长期稳定的资源，从而减少因日元疲软而燃料进口增加而持续扩大的贸易逆差，并导致天然气价格下降。此外，随着全球天然气需求持续增长，日本有可能通过成为“资源强国”而在资源和能源外交方面获得优势地位。

来源：MH21-S 研究与开发联盟

世界首次海洋生产试验成功

然而，从甲烷水合物生产天然气并不容易。甲烷水合物是固体，即使挖井也不会自喷出，因此必须分解成气体和水才能提取。
2001年，经济产业省启动了“甲烷水合物开发促进项目”。作为回应，AIST 与日本石油、天然气和金属国家公司成立了一个研究联盟。 2009年，我们成立了甲烷水合物研究中心，一直致力于评估生产技术和开发方法。虽然考虑了各种方法，但“减压法”被认为是最有效的方法。减压法是从钻井中抽水，降低周围压力以促进甲烷水合物分解，将流入井中的甲烷气体与海水分离，并在海上回收气体的方法。 2008年，我们在加拿大成功进行了陆上生产试验，2013年，我们在南海海槽东部地区进行了全球首次海上生产试验。经确认，六天内生产了12万立方米天然气，预示着未来商业化生产的可能性。

甲烷水合物立即商业化

为了实现能源资源的商业化，必须能够长期稳定地生产超过其生产所用能源的量，而就甲烷水合物而言，需要在海底钻很多口井，标准是每口井每天生产数万立方米或更多。目前，生产试验中已出现进砂等生产问题，迫切需要开发注重批量生产和长期稳定生产的技术。我们目前正在验证新开发的“强减压法”（减压法的高级形式，是一种通过将压力降低至30个大气压或更低，比以前更低的压力来促进分解的方法）的有效性。
AIST是唯一拥有与甲烷水合物生产技术相关的全部基础设备的研究所，生产技术处于世界领先地位。但随着世界各国竞相开发甲烷水合物，而美国页岩气开发取得进展，要想在日新月异的能源外交中取得优势，就必须尽快推进商业化，并着眼于一般企业的参与。