日本备战可燃冰

○ 文／鲁东侯

日本备战可燃冰

○ 文／鲁东侯

日本可燃冰一旦实现商业化生产，意义不亚于美国页岩油气资源“革命”的成功。

随着全球能源需求的日益增长，任何一种新型能源的发现和探索都成为关注的焦点。天然气水合物（可燃冰）就是其中之一。日本作为全球最主要的能源消费大国，自然也对可燃冰格外关注，并在研究开发领域走在了世界前列。今年初，日本产经省公布了最新的可燃冰调查报告，结果显示日本目前可确定的可燃冰储藏点已经达到971个。日本产经省宣布，随着可燃冰储量调查规模不断推进，今年将全面展开对可燃冰的调查工作。日本提速发展可燃冰，在全球面临低油价的今天，将对其产生抑制效应。即便如此，日本可燃冰资源丰富这是不争的事实，一旦突破投资、技术、安全和环保等因素的制约，形成商业化生产将对全球产生重大影响。

可燃冰储量丰富

日本油气和煤炭资源储量相对匮乏，发达的经济体系运行所需能源严重依赖对外进口。具体来讲，日本原油对外依存度达85.8%。天然气方面，除极少量“进口后转出售”外，天然气消费几乎全部依赖进口。在煤炭方面，2014年煤炭消费量折合原油当量为1.27亿吨，产量不足100万吨，同样全部依赖国外进口。

早在上世纪90年代，根据日本产经生先导性实验获得的钻井数据和地震勘探数据，日本概率法预测日本东部南海海槽可燃冰原始资源量约40万亿立方英尺，其中富集层的资源量约为20万亿立方英尺,如果能够有效开采可满足日本100年的能源消耗。

目前世界已发现的可燃冰分布区多达116处，海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。 供图/CFP

因而日本政府重视，投入充足，在可燃冰的资源勘探、基础研究和先导试验等方面取得了一定进展。资源勘探方面，通过对周边海域的靶区勘探，初步评价认为日本南海海槽可燃冰位于水深850米～1150米海底地层中，赋存于砂岩和火山沉积物中，孔隙度为35%，可燃冰充填率达85%，且离岸较近，易于开发。基础研究方面，一是借助地质钻探结果，对海洋可燃冰的潜在资源进行了全面评价，并初步总结出评价深水天然气赋存状况的方法；二是形成经济产业省牵头、政府公立研究机构和民间私营机构共同参与的研究模式，成立了“可燃冰物资源开发研究财团”；三是完成了勘探用压力岩芯取样器和井内温度压力模拟系统等设备制造；四是开展了相关环境保护研究等。先导试验方面，日本于1998年与加拿大合作在加拿大北部麦肯齐（Mackenzie）三角洲开展了钻探先导试验，获取了可燃冰样品；2013年3月，日本进行了第一次海洋生产先导试验，由日本石油勘探公司（JAPEX）在渥美（Atsumi）半岛和志摩（Shima）半岛海域的第二渥美海丘实施，采用减压法，连续生产了6天，评价产量高达2万立方米/日，累计生产甲烷超过12万立方米，首次获得世界海洋可燃冰开采成功。

根据经济产业省2001年4月正式发布的《日本可燃冰开发计划》，日本可燃冰发展正处于规划中的第二阶段，主要进行海洋生产试验、评价可燃冰气田的特性、研究海洋可燃冰开发系统，以及进行第二次陆上生产试验的分析并进行长期试验等。而从中长期看，可燃冰下一步发展计划包括四步。

第一步，在2015年内完成新一轮可燃冰测试，并尝试在海上安装可燃冰相关开发装置；第二步，计划在2018年结束前，综合现有国内与海外进行的先导性试验取得的资源认识、技术装备、环境保护等多个方面的研究成果，按照商业化生产的原则尝试对周边海域可燃冰资源进行开发；第三步，根据尝试开发阶段遇到的问题，有针对性的重点突破储层类型认识、降低井口压力、可燃冰开采及控制以及环境保护等技术难点；第四步，在前三步合理实现的基础上，日本政府暂定2023—2027年间商业化开发其丰富的可燃冰资源。

面临四大挑战

不加大研发投资难实现商业化生产。从当前全球能源市场形势看，2014年下半年以来，国际原油价格持续低迷，从超过110美元/桶骤降至目前的40～60美元/桶区间。一方面，各国石油公司不得不选择压缩投资抵御油价风险；另一方面，低油价已开始对各类新能源的研发和利用产生抑制效应。根据日本经济产业省开发可燃冰的时间节点，从当前至2018年是该资源前期研发的关键时期，需要巨额资金的投入。但在现阶段国际油价持续走低和日本经济复苏缓慢的可燃冰的研发投入并不乐观。其中，2014年日本全国原油和LNG进口总额为2270亿美元，而当年日本经济产业省对可燃冰的研发预算仅为2.26亿美元，仅为油气进口总额的千分之一。如果日本政府不加大可燃冰的研发投资，预计很难在2023—2027年间实现商业化生产的目标。

可燃冰开发受技术限制。可燃冰可以简单认为是由水和天然气共同组成的晶体，理论上可以通过常规油气开发中使用的直井进行开采。但与勘探和资源评价相比，真正限制日本可燃冰快速发展的，则是其资源开发技术，因为现有的各类开发都存在技术上的挑战：方法一是减压开发。减压开发不需要连续激发，成本较低，适合分布面积较广的可燃冰开发，尤其适用于存在下伏游离气层的可燃冰藏的开发。但此开发方式对可燃冰藏的性质有特殊的要求，只有当可燃冰物位于温度与压力平衡边界附近时，减压开发才具有可行性。方法二是热力法开发。热力法开发方式可实现循环注热，且开发过程所需时间较快，但至今尚未很好地解决热利用效率低的问题，且只能局部加热，因此有待进一步完善。方法三是注入化学试剂开发。该开发方式初期能量输入低，但所需的化学试剂昂贵，还伴随较大的环境风险。日本学者还提出二氧化碳置换开发和固体开发等新的开发方式假设，但都存在开发工艺复杂、开发过程中存在工程安全和环境保护风险等难点。

安全与环保限制。根据现有资料和研究成果，可燃冰开发过程中存在巨大的安全与环保风险。从资源赋存方式看，可燃冰结构嵌入在海底,成为该区域地质构造的一部分，但当前尚不能完全了解可燃冰在深海低温高压条件下保持稳定的条件和结构。在可燃冰的开发过程中，极有可能导致其在海洋中发生液化,一是可能破坏现有的区域海洋生态系统，二是可能改变海底及大陆架的地质构造，诱发地震乃至大规模的海啸,给日本和周边国家带来自然灾害风险。此外，在可燃冰开发的过程中，可能伴有规模不可控的甲烷等气体释放，将对海洋环境和大气环境产生不可估测的不利影响。特别是单位体积的甲烷在空气中释放后，产生的温室效应将是等体积二氧化碳的30倍，能够极大加剧全球气候变暖，对全球生态环境造成灾难性的后果。

可燃冰利用的经济性。除投资、技术、安全和环保等因素外，制约日本可燃冰加快发展的另一个重要因素及资源利用的经济性，未来可燃冰生产成本必须大幅降低，才能获得市场的认可。以同样将气化成天然气供应市场的LNG资源为例，2011—2014年日本进口LNG价格在16.4～18.5美元/百万英热单位区间，考虑2014年下半年来国际油价持续走低等因素，预计2015年日本LNG进口均价低至7～10美元/百万英热单位。但根据现有工艺测算，可燃冰制成天然气的成本高达30～50美元/百万英热单位，与进口LNG相比毫无经济性可言。日本经济产业省也认识到经济性对可燃冰加快发展的制约，已计划于2018年实现200万立方英尺/日的试采产量，并力图将成本降低至16美元/百万英热单位。

潜在影响

可燃冰开发成功，不亚于美页岩油气“革命”的成功。根据现有研究结果及认识，全球可燃冰资源潜力巨大，主要集中在冻土区和深海区两大区域。其中，在美国阿拉斯加北部斜坡区、加拿大西北马更些三角州和我国西藏等冻土区发现大量可燃冰存在证据；在美国东南近海布莱克海岭区与西北近海卡斯凯迪亚大陆边缘、墨西哥湾、中美海槽、危地马拉滨海、日本南海海槽和我国东海及南海等深海区同样富集大量可燃冰资源。一旦日本在减压开发、热力法开发和化学助剂开发等领域实现技术突破，获得安全、环保、经济的开发方式并加以推广，将对世界能源市场形成重大冲击，其意义将不亚于美国页岩油气资源“革命”成功。一方面，可燃冰商业化极可能改变亚太各国油气和煤炭资源大量以来进口的不利局面，将彻底打破现有的全球能源资源格局；另一方面，可燃冰在全球范围内的推广使用将极大的丰富天然气市场供给，有利于世界能源利用结构的调整，能够促进全球能源清洁发展。此外，可燃冰在全球范围内推广，同样有利于从整体上降低世界能源开发利用的成本。

将大幅降低日本能源进口。根据BP、EIA等权威机构统计，当前日本天然气进口主要通过LNG贸易的形式进行，2014年日本进口量1206亿立方米，花费成本约2270亿美元。一旦可燃冰能够实现商业化生产，将大幅降低日本LNG进口量，并节省大量外汇。由于日本特别重视能源清洁利用和发展，日本大部分原油和煤炭利用都可以通过使用天然气为替代，因此可燃冰商业化生产将大幅降低日本原油和煤炭等其他一次能源的进口。

将使亚太LNG市场供给更加宽松。近十年来，亚太地区是全球最主要的LNG进口市场，日本则是亚太地区最大的LNG进口国之一。2014年，受经济增速放缓、环境监管严苛、气候相对温和及天然气储备量充足等因素综合影响，亚太各国LNG进口量出现差异化分布。其中，韩国LNG进口量较2013年大跌9%；我国LNG进口增长率则由2013年的23%降低至14%，远低于市场预期。而日本由于2014年没有新启动的核电项目，当年LNG进口量较2013年出现小幅增长。因此，一旦可燃冰商业化生产成功，原以日本为目标市场的LNG出口资源将被迫转向销售其他国家，邻近的中国、韩国、印度等亚太国家是其最优化替代选择，即可燃冰商业化将使亚太地区LNG市场供给更加宽松。

将降低亚太地区LNG价格。普氏能源推出的LNG基准价格—日韩指标（JKM）价格，是衡量全球特别是亚太地区LNG现货价格走势的权威指标之一，与英国HBP气价和美国Henry Hub气价同为全球三大天然气价格指标。从单位体积气价看，近五年来JKM价格高于其他两大基准气价，显示了亚太地区LNG市场需求旺盛，价格居高不下。基于上文分析，可燃冰商业化生产后，日本LNG市场需求将大幅降低，能够导致亚太LNG市场供给宽松，大幅降低JKM价格。

或将逐渐改变日本的能源地缘战略。长期以来，日本特别是油气资源须大量从沙特、卡塔尔、阿曼和俄罗斯等国家进口。如果可燃冰能够商业化生产，会极大的改变日本的能源地缘战略。一方面，可燃冰将使日本摆脱对俄罗斯油气资源的依赖，未来或将在“北方四岛”等问题上与俄罗斯交涉更为强硬；另一方面，为维持其中东油气进口，日本长期注重维护与马来西亚、菲律宾和越南等南海诸国的关系，可燃冰商业化生产将使日本逐步摆脱南海诸国的能源地缘“负担”，不利于南海地区的稳定。

责任编辑：周志霞

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