由科學技術部國際合作司主辦、由中華國際科學交流基金會承辦的“首屆中國科技創(chuàng)新國際論壇”于2007年9月15-16日在北京友誼賓館舉行。本屆論壇的主題為“新能源技術創(chuàng)新與政策扶持”。新浪財經獨家圖文直播本次會議。以下為中國地質調查局副局長、總工程師張洪濤博士做《我國天然氣水合物》主題演講。
張洪濤：各位專家，大家好！非常榮幸今天給大家匯報這次工作。我今天報告的題目是《中國天然氣水合物》。我的報告一共分為四個部分，第一個部分是“天然氣水合物——人類的優(yōu)質新能源”。
在正式開講之前，我給各位代表展示一個表格，大家從表格上可以看到，各個國家主要的石油、天然氣、煤炭等自然資源的儲量。最近全球在議論后石油時代怎么辦。那么石油時代到底能夠持續(xù)多少年？作為地質學家我們拿儲量說問題。從表格上可以看到，全球儲量最大是沙特阿拉伯，它是第一。石油剩余儲量，我們有一個近代年限，全球還可以用41年，如果我們考慮到科學技術的發(fā)展，還有很多領域沒有發(fā)現，有待我們發(fā)現，到底還能夠延長多少年，看法也是不同的。如果說我們非常樂觀地說，再加一倍，那也不足一百年，今后人類到底用什么能源？特別是越來越多的汽車，離不開汽油的情況下怎么辦。另外這張表上還可以看到中國目前剩余的石油可采儲量占全世界第12位。中國石油剩余可采儲量只是沙特阿拉伯的十分之一不到。換句話說，沙特阿拉伯這樣的石油巨頭或者說石油大國都在考慮石油后時代的問題，那么作為我們中國更應該防患于未然。我把這張表給各位展示一下。
最近大家在講一百多年前發(fā)現天然氣水合物，全球都在爭奪這個資源，都在研究這個資源，都在探勘這個資源。都在想盡辦法提前研究開發(fā)天然氣水合物的開發(fā)技術。什么是天然氣水合物？老百姓叫可燃冰，它是一種冰，樣子像冰雪塊一樣，它最大的特點是可以燒，直接用一根火柴可以點燃。
天然氣水合物到底在哪里？賦存條件是什么樣的？首先它是和水分子共同構成的結構，溫度是10到0度，壓力大于180，這里是mpa，大多數在海底，水深有一定的要求，海水是三百到兩千米。不僅僅在海底，在海底往下幾百米沉積層里存在。另外像中國的青藏高原、大興安嶺有永久的凍土帶，也會生成天然氣水合物。
天然氣水合物分子結構非常復雜，最常見是甲烷水合物，就是46個水分子包圍了8個甲烷分子。還有是乙烷，還有復雜結構的大分子。天然氣水合物到底存不存在？全球很多國家通過研究以后已經取到樣品。有塊狀的，有脈狀的，還有分散狀的。雖然分散狀看上去不多，但是含量最豐富。最近中國找到的實物樣品，就是第三種分散狀的。
剛才徐錠明主任展示了一張圖，就是天然氣水合物分布在什么位置，都在大陸坡，是116處，海域是98處。
天然氣水合物的特點是儲量巨大，埋藏比較淺，能量密度高，分布集中，分布范圍非常廣，現在世界上公認天然氣水合物有機碳的含量是世界上已經發(fā)現的化石燃料的兩倍。大家知道石油、天然氣和煤都屬于化石能源，都是古代的生物死亡以后沉積在地底形成的。現在天然氣水合物認為是這些能源總量的兩倍還多。它的資源量，國外專家認為可以滿足人類一千年的需求，所以全球的眼光就盯著未來能源。
天然氣水合物的熱效能特別高，一個立方米的甲烷水合物可以釋放出164倍的甲烷，還有少量的水。對于這么一個資源，全球非常重視，研究和勘察非常積極。像美國目前在佛羅里達州的淺海岸高達350億噸油當量，能夠滿足美國未來105年的需要。加拿大僅僅在溫哥華島外海域估計有100億噸的油當量，可以滿足加拿大未來200年的需要。日本在四國島南部發(fā)現有74億噸，可以滿足日本未來140年的需求。我國在300萬平方公里的管轄海域和一部分的凍土帶蘊藏豐富的天然氣水合物資源，資源量非?？捎^，我們現在正在進行計算。我國臺灣主流媒體報道，在臺灣島的西南海域有一萬平方公里的海域里，它的天然氣水合物可以供臺灣使用60年以上。
天然氣水合物的課題提出來，全球就在討論天然氣水合物的發(fā)現是福音還是災害？大多數認為天然氣水合物的出現是好事，同時它也是一個雙刃劍。目前有三個問題不清楚，第一，天然氣水合物形成的機理、成藏理論及分布規(guī)律，至今尚無成熟的理論。第二，它的主要成分是甲烷，它的含量是大氣中甲烷量的三千倍，如果開發(fā)不當，有可能引起海平面劇烈變化、海底地殼變形以及全球氣候變暖等負面效應。第三，海底開采技術極為復雜，天然氣水合物的溫壓變化、海水氣化、深海鉆探、海底運輸、水下電纜、海底生物物種保護等等，還有很多技術難題需要我們解決。因為難就不解決了嗎？就是因為需求再難全球也要對天然氣水合物進行戰(zhàn)略性研究。
第二個部分是全球勘查開發(fā)方興未艾。從歷史上講，我們是1810年發(fā)現的，到了1934年的時候，它堵塞天然氣管道，又對它進行研究，但是沒有把它利用起來，也沒有考慮利用它。到1969年開始全球性勘探、研究、開發(fā)。到2002年開發(fā)，天然氣水合物開發(fā)形成一個比較強烈的態(tài)勢。
在1778年和1881年，英國化學家在實驗室合成，那是人工的。在1934年的時候，前蘇聯發(fā)現在西伯利亞輸氣管道里有天然氣水合物，它堵塞了管道，影響天然氣輸送。到1946年的時候，蘇聯科學家暗示永久凍土帶內存在天然氣水合物氣田。到六七十年代，正式對西伯利亞凍土帶進行評價。到1969年對西伯利亞打鉆，發(fā)現第一個天然氣水合物氣田。1987年載人深潛器首次發(fā)現樣品。1995年，美國地質調查局對此進行勘察。加拿大1992年在凍土帶進行取樣。1994年開發(fā)成功。德國是研究的最好，在90年代以來，上個世紀德國牽頭對東太平洋、西太平洋進行勘探。日本在1995年到1999年投入6400萬進行南海海槽區(qū)，日本制定五年計劃，1998年參加了加拿大的合作勘探。1999年到2004年鉆探取樣，最成功是在2002年取到水合物樣品。
跟中國一樣的第三世界印度，從2001年到2005年投入5600萬美元，對印度洋進行勘探，去年正式打鉆，打了32個鉆，39個孔，其中有一個孔取到天然氣水合物樣品。照片顯示了他們的樣品。圖上紅點是取到樣品的地方。
我們的近鄰韓國從2000年開始，高度重視這項工作，2005年啟動十年計劃，在中國今年我們取得樣品之后的一個月，我們是5月1號取到的，韓國在6月12號也成功取到了樣品，他們更是雄心勃勃，提出2005年要進入商業(yè)性市場。
我們國家臺灣租用了日本的機器人，在東沙海域取到了甲烷氣體，回去變成天然氣水合物。所以照片里燒杯里是用氣體跟某些其他物質混合，等于是還原成水合物，我們跟他們有交流。而且在冷泉口發(fā)現白色螃蟹，這個螃蟹是跟水合物共生的，水合物在哪兒，小螃蟹跟到哪兒，它吃水合物的。
我匯報的第三個方面中國科學計劃取得重大進展。
中國什么時候起步的？中國是在上個世紀90年代初起步的，當時有中科院、有原來的地質礦產部，還有很多大專院校，積極收集信息，開展前期研究，有些公司也開始進行了合成的實驗。1996年，原地質礦產部首次設立兩個科研項目，一個是對“西太平洋天然氣水合物找礦前景與方法調研”，第二個是“中國海域天然氣水合物勘測研究”。前一個是理論，后一個是方法。1998年國土資源部成立，啟動了南海北部陸坡天然氣水合物資源勘探，這個工作才真正開始起步。1999年到2000年，發(fā)現了一系列天然氣水合物的標志。2002年到現在，國家發(fā)改委開始支持這項工作，全面進行了勘察，但是仍沒有取得實物樣品，其他所有證據都找到了。而且外國科學家對我們來說，你們55%是已經找到了，但是沒有技術把它取出來了。所以在2002年德國的太陽號，有一個科學家修斯，被稱為全世界水合物勘探之父，我們一起在南海奮戰(zhàn)兩個航程。這是航區(qū)的圖。他帶來了14位科學家，我?guī)ьI14位科學家，中德兩國一共28位科學家去采樣去了。由于中國海底地質情況特別復雜，最后把儀器弄壞了，沒有取上。但是其他證據更加確鑿。
這是我們取到的像鞋子一樣，實際是貝殼類。這是和水合物有關的殼類標本，這是碳酸化石殼，噴出來跟海水一反應，形成一塊塊硬殼。這一塊標本已經正式贈送給中國地質博物館進行展示。這是我們在水下發(fā)現跟碳酸鹽介殼一起專門吃甲烷的細菌，已經鑒定出好幾個。在2004年，我們在一個樣品中找到一個樣品，它很冰、很冷，不斷冒泡，我立即收集泡樣到船上化驗，結果是出來的泡全部都是甲烷。
當時只是取到了融化的樣品、冰狀的樣品，所以國土資源部的領導和更高層的領導說不算，必須拿到冰才算。我們壓力很大了?？偣参覀兂鰟恿艺{查船，實現18個航次，今年攻堅一戰(zhàn)。4月份到5月18、5月19到6月12，租用了輝固公司的一條船，進行了鉆探。確認我國海域確實存在豐富的天然氣水合物，確認它的層斷，水深是1105到1245米，海底往下打了200米上下，水合物飽和度接近50%，甲烷含量在船長化驗是99.7%到99.9%，都是純度特高的。我們有一套實驗裝置模擬的，確認了我們國家是美國、日本、印度之后，第四個通過國家級研發(fā)計劃采到水合物實物樣品的國家。當然一個月以后，韓國第五個采到。他們宣布說我們繼中國之后第五個采到，他們一直跟中國競賽，就是比我們晚一個月。
這是剛才多次展示過的空白帶。綠顏色是打鉆點、鉆位，這是三維模型。這是船上的化驗結果。黑的一段就是冰，突然從18度、19度一下到14度它就變成了冰。這是沉積物的樣本，不斷冒出來，氣的含量是百分之二十多到百分之四十八。這是我們和英國一起收集的樣品。當時測試它的溫度。我們立刻把它投入到水里快速融化。我們通過一種裝置把里邊的氣體收集上來當場燃燒。這位就是英國人。
最后兩句話，第一句話是展望。天然氣水合物的條件是低溫高壓，有三種辦法，天然氣水合物的勘探和開發(fā)利用一定要做到三句話。第一句話技術上切實可行，第二句話經濟上有利可圖，第三句話環(huán)境上不能有害。剛才很多國家提出2015年進入商業(yè)性市場，我個人認為不太可能，我跟他們交流，盡管他們很積極，但是技術上約束比較大。我估計大概全球能夠正式進入商業(yè)市場大概在2030年。近期全國化石能源太緊張了，所以天然氣水合物的研究、開發(fā)和利用將會加快。
引用美國專家的話。他叫邁克爾，他說“天然氣水合物將可能改變現在的地緣政治模式，美國、日本、印度等國家可能實現能源自給。這一事件強烈影響著國際事務及對外政策…現存的世界能源貿易將徹底改變。”這就是我們對未來新能源天然氣水合物的思考。
謝謝大家。
張洪濤：各位專家，大家好！非常榮幸今天給大家匯報這次工作。我今天報告的題目是《中國天然氣水合物》。我的報告一共分為四個部分，第一個部分是“天然氣水合物——人類的優(yōu)質新能源”。
在正式開講之前，我給各位代表展示一個表格，大家從表格上可以看到，各個國家主要的石油、天然氣、煤炭等自然資源的儲量。最近全球在議論后石油時代怎么辦。那么石油時代到底能夠持續(xù)多少年？作為地質學家我們拿儲量說問題。從表格上可以看到，全球儲量最大是沙特阿拉伯，它是第一。石油剩余儲量，我們有一個近代年限，全球還可以用41年，如果我們考慮到科學技術的發(fā)展，還有很多領域沒有發(fā)現，有待我們發(fā)現，到底還能夠延長多少年，看法也是不同的。如果說我們非常樂觀地說，再加一倍，那也不足一百年，今后人類到底用什么能源？特別是越來越多的汽車，離不開汽油的情況下怎么辦。另外這張表上還可以看到中國目前剩余的石油可采儲量占全世界第12位。中國石油剩余可采儲量只是沙特阿拉伯的十分之一不到。換句話說，沙特阿拉伯這樣的石油巨頭或者說石油大國都在考慮石油后時代的問題，那么作為我們中國更應該防患于未然。我把這張表給各位展示一下。
最近大家在講一百多年前發(fā)現天然氣水合物，全球都在爭奪這個資源，都在研究這個資源，都在探勘這個資源。都在想盡辦法提前研究開發(fā)天然氣水合物的開發(fā)技術。什么是天然氣水合物？老百姓叫可燃冰，它是一種冰，樣子像冰雪塊一樣，它最大的特點是可以燒，直接用一根火柴可以點燃。
天然氣水合物到底在哪里？賦存條件是什么樣的？首先它是和水分子共同構成的結構，溫度是10到0度，壓力大于180，這里是mpa，大多數在海底，水深有一定的要求，海水是三百到兩千米。不僅僅在海底，在海底往下幾百米沉積層里存在。另外像中國的青藏高原、大興安嶺有永久的凍土帶，也會生成天然氣水合物。
天然氣水合物分子結構非常復雜，最常見是甲烷水合物，就是46個水分子包圍了8個甲烷分子。還有是乙烷，還有復雜結構的大分子。天然氣水合物到底存不存在？全球很多國家通過研究以后已經取到樣品。有塊狀的，有脈狀的，還有分散狀的。雖然分散狀看上去不多，但是含量最豐富。最近中國找到的實物樣品，就是第三種分散狀的。
剛才徐錠明主任展示了一張圖，就是天然氣水合物分布在什么位置，都在大陸坡，是116處，海域是98處。
天然氣水合物的特點是儲量巨大，埋藏比較淺，能量密度高，分布集中，分布范圍非常廣，現在世界上公認天然氣水合物有機碳的含量是世界上已經發(fā)現的化石燃料的兩倍。大家知道石油、天然氣和煤都屬于化石能源，都是古代的生物死亡以后沉積在地底形成的。現在天然氣水合物認為是這些能源總量的兩倍還多。它的資源量，國外專家認為可以滿足人類一千年的需求，所以全球的眼光就盯著未來能源。
天然氣水合物的熱效能特別高，一個立方米的甲烷水合物可以釋放出164倍的甲烷，還有少量的水。對于這么一個資源，全球非常重視，研究和勘察非常積極。像美國目前在佛羅里達州的淺海岸高達350億噸油當量，能夠滿足美國未來105年的需要。加拿大僅僅在溫哥華島外海域估計有100億噸的油當量，可以滿足加拿大未來200年的需要。日本在四國島南部發(fā)現有74億噸，可以滿足日本未來140年的需求。我國在300萬平方公里的管轄海域和一部分的凍土帶蘊藏豐富的天然氣水合物資源，資源量非?？捎^，我們現在正在進行計算。我國臺灣主流媒體報道，在臺灣島的西南海域有一萬平方公里的海域里，它的天然氣水合物可以供臺灣使用60年以上。
天然氣水合物的課題提出來，全球就在討論天然氣水合物的發(fā)現是福音還是災害？大多數認為天然氣水合物的出現是好事，同時它也是一個雙刃劍。目前有三個問題不清楚，第一，天然氣水合物形成的機理、成藏理論及分布規(guī)律，至今尚無成熟的理論。第二，它的主要成分是甲烷，它的含量是大氣中甲烷量的三千倍，如果開發(fā)不當，有可能引起海平面劇烈變化、海底地殼變形以及全球氣候變暖等負面效應。第三，海底開采技術極為復雜，天然氣水合物的溫壓變化、海水氣化、深海鉆探、海底運輸、水下電纜、海底生物物種保護等等，還有很多技術難題需要我們解決。因為難就不解決了嗎？就是因為需求再難全球也要對天然氣水合物進行戰(zhàn)略性研究。
第二個部分是全球勘查開發(fā)方興未艾。從歷史上講，我們是1810年發(fā)現的，到了1934年的時候，它堵塞天然氣管道，又對它進行研究，但是沒有把它利用起來，也沒有考慮利用它。到1969年開始全球性勘探、研究、開發(fā)。到2002年開發(fā)，天然氣水合物開發(fā)形成一個比較強烈的態(tài)勢。
在1778年和1881年，英國化學家在實驗室合成，那是人工的。在1934年的時候，前蘇聯發(fā)現在西伯利亞輸氣管道里有天然氣水合物，它堵塞了管道，影響天然氣輸送。到1946年的時候，蘇聯科學家暗示永久凍土帶內存在天然氣水合物氣田。到六七十年代，正式對西伯利亞凍土帶進行評價。到1969年對西伯利亞打鉆，發(fā)現第一個天然氣水合物氣田。1987年載人深潛器首次發(fā)現樣品。1995年，美國地質調查局對此進行勘察。加拿大1992年在凍土帶進行取樣。1994年開發(fā)成功。德國是研究的最好，在90年代以來，上個世紀德國牽頭對東太平洋、西太平洋進行勘探。日本在1995年到1999年投入6400萬進行南海海槽區(qū)，日本制定五年計劃，1998年參加了加拿大的合作勘探。1999年到2004年鉆探取樣，最成功是在2002年取到水合物樣品。
跟中國一樣的第三世界印度，從2001年到2005年投入5600萬美元，對印度洋進行勘探，去年正式打鉆，打了32個鉆，39個孔，其中有一個孔取到天然氣水合物樣品。照片顯示了他們的樣品。圖上紅點是取到樣品的地方。
我們的近鄰韓國從2000年開始，高度重視這項工作，2005年啟動十年計劃，在中國今年我們取得樣品之后的一個月，我們是5月1號取到的，韓國在6月12號也成功取到了樣品，他們更是雄心勃勃，提出2005年要進入商業(yè)性市場。
我們國家臺灣租用了日本的機器人，在東沙海域取到了甲烷氣體，回去變成天然氣水合物。所以照片里燒杯里是用氣體跟某些其他物質混合，等于是還原成水合物，我們跟他們有交流。而且在冷泉口發(fā)現白色螃蟹，這個螃蟹是跟水合物共生的，水合物在哪兒，小螃蟹跟到哪兒，它吃水合物的。
我匯報的第三個方面中國科學計劃取得重大進展。
中國什么時候起步的？中國是在上個世紀90年代初起步的，當時有中科院、有原來的地質礦產部，還有很多大專院校，積極收集信息，開展前期研究，有些公司也開始進行了合成的實驗。1996年，原地質礦產部首次設立兩個科研項目，一個是對“西太平洋天然氣水合物找礦前景與方法調研”，第二個是“中國海域天然氣水合物勘測研究”。前一個是理論，后一個是方法。1998年國土資源部成立，啟動了南海北部陸坡天然氣水合物資源勘探，這個工作才真正開始起步。1999年到2000年，發(fā)現了一系列天然氣水合物的標志。2002年到現在，國家發(fā)改委開始支持這項工作，全面進行了勘察，但是仍沒有取得實物樣品，其他所有證據都找到了。而且外國科學家對我們來說，你們55%是已經找到了，但是沒有技術把它取出來了。所以在2002年德國的太陽號，有一個科學家修斯，被稱為全世界水合物勘探之父，我們一起在南海奮戰(zhàn)兩個航程。這是航區(qū)的圖。他帶來了14位科學家，我?guī)ьI14位科學家，中德兩國一共28位科學家去采樣去了。由于中國海底地質情況特別復雜，最后把儀器弄壞了，沒有取上。但是其他證據更加確鑿。
這是我們取到的像鞋子一樣，實際是貝殼類。這是和水合物有關的殼類標本，這是碳酸化石殼，噴出來跟海水一反應，形成一塊塊硬殼。這一塊標本已經正式贈送給中國地質博物館進行展示。這是我們在水下發(fā)現跟碳酸鹽介殼一起專門吃甲烷的細菌，已經鑒定出好幾個。在2004年，我們在一個樣品中找到一個樣品，它很冰、很冷，不斷冒泡，我立即收集泡樣到船上化驗，結果是出來的泡全部都是甲烷。
當時只是取到了融化的樣品、冰狀的樣品，所以國土資源部的領導和更高層的領導說不算，必須拿到冰才算。我們壓力很大了?？偣参覀兂鰟恿艺{查船，實現18個航次，今年攻堅一戰(zhàn)。4月份到5月18、5月19到6月12，租用了輝固公司的一條船，進行了鉆探。確認我國海域確實存在豐富的天然氣水合物，確認它的層斷，水深是1105到1245米，海底往下打了200米上下，水合物飽和度接近50%，甲烷含量在船長化驗是99.7%到99.9%，都是純度特高的。我們有一套實驗裝置模擬的，確認了我們國家是美國、日本、印度之后，第四個通過國家級研發(fā)計劃采到水合物實物樣品的國家。當然一個月以后，韓國第五個采到。他們宣布說我們繼中國之后第五個采到，他們一直跟中國競賽，就是比我們晚一個月。
這是剛才多次展示過的空白帶。綠顏色是打鉆點、鉆位，這是三維模型。這是船上的化驗結果。黑的一段就是冰，突然從18度、19度一下到14度它就變成了冰。這是沉積物的樣本，不斷冒出來，氣的含量是百分之二十多到百分之四十八。這是我們和英國一起收集的樣品。當時測試它的溫度。我們立刻把它投入到水里快速融化。我們通過一種裝置把里邊的氣體收集上來當場燃燒。這位就是英國人。
最后兩句話，第一句話是展望。天然氣水合物的條件是低溫高壓，有三種辦法，天然氣水合物的勘探和開發(fā)利用一定要做到三句話。第一句話技術上切實可行，第二句話經濟上有利可圖，第三句話環(huán)境上不能有害。剛才很多國家提出2015年進入商業(yè)性市場，我個人認為不太可能，我跟他們交流，盡管他們很積極，但是技術上約束比較大。我估計大概全球能夠正式進入商業(yè)市場大概在2030年。近期全國化石能源太緊張了，所以天然氣水合物的研究、開發(fā)和利用將會加快。
引用美國專家的話。他叫邁克爾，他說“天然氣水合物將可能改變現在的地緣政治模式，美國、日本、印度等國家可能實現能源自給。這一事件強烈影響著國際事務及對外政策…現存的世界能源貿易將徹底改變。”這就是我們對未來新能源天然氣水合物的思考。
謝謝大家。
