可燃冰会让日本成为能源大国吗？

    就在页岩气革命有望让美国实现天然气自给自足甚至出口从而强烈冲击世界能源格局之际，资源紧缺的另一个经济大国日本在能源领域也传来好消息。3月12日，日本政府宣布成功从蕴藏于爱知县和三重县海域海底的“天然气水合物”（俗称可燃冰）中获得了天然气。这是全球首次通过在海底分解含有大量天然气成分的可燃冰获得燃气。据估算，日本周边近海海底埋藏的可燃冰可供该国使用100年。此次试开采可燃冰的成功让日本看到了摆脱本国能源短缺的一线希望。

    可燃冰又称甲烷水合物，是甲烷气体和水分子形成的白色结晶体，能像天然气一样燃烧。可以作为城市的管道煤气以及火力发电厂的原料使用。地球上可燃冰的储藏量非常大，并且由于可燃冰燃烧时产生的二氧化碳仅为煤炭的一半，可有效减少地球温室效应，因此可燃冰被认为是有望取代煤、石油和天然气的一种新能源。可燃冰是在高压低温的条件下形成的，通常存在于大陆架海底地层以及地球两极的永久冻结区域。2007年至2008年，加拿大曾经与日本联合进行了在陆地开采可燃冰的试验并取得成功。但迄今为止人类还未曾在海底成功开采过可燃冰。

    受日本经济产业省委托，日本石油天然气和金属矿物资源机构从2012年2月就开始在爱知县渥美半岛以南70至80公里的近海海底钻探可燃冰。经过一年多的努力，工作人员终于在这种神奇的海底冰块中获得了天然气。

    可燃冰的勘探和开发是一个系统工程，涉及海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、热力学、钻探工程等诸多学科，需要各领域的专家共同合作。由于在开采过程中会发生温度和压力的变化，因此与传统的煤炭、石油和天然气等化石能源相比，可燃冰的开采比较繁杂。目前各国常见的开采技术包括：降压开采法、注热开采法、化学剂开采法、二氧化碳置换法以及多种开采模式组合法。2001年，加拿大通过注入热水的方法首次生产出燃气。但在生产过程中消耗的能量已经超过了产出的气体。此次日本采用的是名为减压法的方式，最高可确保能源产出量达到投入量的数十倍。只是日本的可燃冰不是存在于永久冻土层等陆地上，而是深埋在海底，这就需要首先从深约1000米的海底再挖掘数百米开采到可燃冰之后再进行分解处理。

    复杂的开采程序使可燃冰的开发成本远远高于普通的天然气。据“日本可燃冰资源开发研究联盟”推算，即便采用减压法，开发成本也在每100万BTU（英国热量单位）60美元左右，是日本液化天然气进口价格的2倍。将来，随着生产规模的扩大和技术进步，有望把成本降到天然气的水平。除了开采成本高，可燃冰的开发还面临着其他特殊的课题。例如，石油、天然气只要打一口井就会自动喷出，而可燃冰还需要在地层中分解，这就额外多出一个步骤。日产量也只有天然气的一半。另外，如果可燃冰连续分解将导致周围地层温度下降，产量也就随之减少，这一难题也有待克服。因此，日本政府估计商业化开采可燃冰最快也要等到10年以后。

    尽快面临诸多困难，日本对于商业开采可燃冰还是充满期待。日本经济产业相茂木敏充在3月12日会见记者时表示，“即使是（美国的）页岩气，当时技术上也被认为非常困难，但如今已经可以进行大规模生产”。看来，日本也想效仿美国的页岩气革命来一场可燃冰革命，从而彻底摆脱制约本国经济发展的能源短缺的瓶颈。

    在2011年福岛核电站事故后，日本国内掀起一股反对核电站的高潮，不少核电站在停机检查后都难以重新开机发电。因此日本的电力需求正越来越依赖传统的火力发电。2011年日本用于火力发电的液化天然气比震灾之前的预计超出1700多万吨。液化天然气的进口急剧增加还是导致日本2011年时隔多年出现贸易赤字的主要原因。在此背景下，日本各界对于开发可燃冰的期待越来越大。而一旦商业开发成功，日本也有望凭借可燃冰成为一个新的能源大国。