近年來,可燃冰、頁巖氣、氫能等新興能源嶄露頭角,在綠色清潔、提高能源利用效率等方面優(yōu)勢越發(fā)突出?！督洕鷧⒖紙蟆酚浾吡私獾?我國在新興能源領域探明的儲量相當可觀,應用探索也已起步。不過,當前新興能源的開采尚存爭議,成本仍然較高,技術瓶頸有待突破。在風能、光伏、水能等新興能源日漸常態(tài)化的今天,下一個“王者”會是誰?我國新興能源商業(yè)化的明天又在哪里?

開采尚存爭議

新興能源被描繪出了美好的開發(fā)、應用前景,不過,真正要實現類似石油、煤炭的大規(guī)模商業(yè)應用,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)境效應調查評價》副負責人梁前勇說,全球可燃冰試采項目屈指可數,人類對可燃冰的安全、環(huán)保擔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,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)模溫室效應的可能。

當然,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。梁前勇等專家認為,由于我國試采和預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相比,泥質粉砂型地質更具塑性,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,但也不能排除大面積開采后造成海底沉降的可能?，F在全球都在針對這個問題進行研究,我們也將在未來的試采中重點關注、預防它?！?/p>

成本仍然較高

新興能源的價值毋庸置疑,但當下其開采、利用成本仍然較高,實現商業(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有的可燃冰資源量和日產能力還遠遠不足以支撐產業(yè)化進程。在我國800億噸油當量的海域可燃冰遠景資源量中,真正探明地質儲量達千億方的僅神狐、東沙兩個礦體,2017年的試采日均產氣5151立方米,最高日產量達到3.5萬立方米,而具備商業(yè)化開采價值需達日均10萬立方米以上,因此當前的開采能力與這一產出預期仍有較大距離,這也就意味著可燃冰的開發(fā)暫時無法實現經濟效益。

我國頁巖氣的儲量理論數據雖大,但地質條件遠不如美國,這就造成了開采難度大,開發(fā)成本也相對高。專家坦言,我國頁巖氣儲層“地質老、埋藏深”,3500米以淺的資源只占儲量的15%,3500-4500米的占85%,這些深層頁巖氣在現有的經濟技術條件下無法實現商業(yè)開采。

氫能同樣面臨類似問題。清華四川能源互聯網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培育出較為完整的產業(yè)鏈,只是相關產品造價較高。氫燃料電池應用也多見于交通領域比如大中型客車中,在乘用車領域,國內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,導致氫燃料汽車造價一直居高不下。氫能產業(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、天然氣化工等富產氫工業(yè)的副產品,加以提純獲得氫。但由于氫能的遠距離運輸成本較高,導致有效經濟半徑小,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,徐華池強調,氫燃料電池車與純電動車不是替代關系,更應表現為互補關系。因其物理特性不同,純電動車適合乘用車和城市內的短途交通,氫燃料電池車更適合運用于長途、高動力的場景,例如城際大巴、物流等。

技術瓶頸待破

新興能源快速產業(yè)化的技術瓶頸仍然存在。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的成熟和廣泛應用,我國在該技術上仍有待提高。

國際能源署去年底發(fā)布《世界能源展望2017中國特別報告》預計,到2040年,天然氣在中國主要能源結構中占比將從不足6%上升至12%,其中天然氣產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責人馬新華表示,中石油的目標是2020年頁巖氣產量達到120億方,2035年實現500億方,資源沒問題,關鍵還是需要工程技術和組織體系跟得上。

當然,技術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的創(chuàng)新突破做文章,使我國在能源保障能力建設方面真正實現獨立自主。

以頁巖氣為例,中石化勘探分公司總經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)技術攻關,著力攻堅頁巖氣藏富集機理、預測技術、改造壓裂工程技術等關鍵技術。鼓勵有實力的科技型中小企業(yè)參與精耕頁巖氣開發(fā)技術工程及裝備領域,力求多點突破,不斷降低頁巖氣勘探開發(fā)全鏈條成本。

還要以應用為導向,不斷拓寬新興能源的應用領域,為今后大規(guī)模應用做準備。通過科研支持的方式,加速推進氫能與燃料電池產業(yè)布局,推廣氫能與燃料電池技術在車用動力、分布式能源、儲能裝備等方向的跨領域應用,使該產業(yè)的鏈條不斷完備。