国家能源局:能源消费继续保持回暖态势 主要指标好于预期

从能源局获悉,国家能源局发展规划司副司长李福龙介绍,今年以来,我国经济稳中向好,能源消费继续保持回暖态势,主要指标好于去年同期,也好于年初预期。主要有以下特点。

  第一、能源消费回暖,增速全面回升。

一是煤炭消费由负转正。在工业生产回暖、火电增发等因素带动下,前三季度煤炭消费量约为28.1亿吨。除建材行业外,电力、钢铁、化工行业用煤均为正增长,四大行业合计用煤占煤炭消费总量的85%,比上年提高1.6个百分点。

二是石油消费保持平稳。前三季度表观消费量约为4.4亿吨,同比增长约3.9%,增速与去年同期基本持平。物流运输和工业生产带动柴油消费小幅回暖,同比增长1.2%,扭转了去年负增长的局面。居民消费升级拉动汽油、煤油需求持续向好,化工轻油继续保持旺盛需求。

三是天然气消费快速增长。北方地区清洁取暖工程加快推进,各地“煤改气”力度加大,非居民气价下调,《加快推进天然气利用的意见》发布实施。在这些措施推动下,城市燃气、发电用气、工业燃料、化工用气需求全面增长,前三季度全国天然气消费量约为1710亿立方米,同比增长15.7%左右,增速比去年同期提升约7.3个百分点。

四是用电增速大幅回升。主要用电行业需求回暖,电能替代加快推进。受高温天气等因素影响,今年夏季全国用电负荷屡创历史新高。前三季度全社会用电量同比增长6.9%,增速比去年同期提高2.4个百分点。其中,二产用电量同比增长6%,比去年同期提高4个百分点。

第二、能源结构持续优化,绿色低碳转型进程加快。

一是清洁能源消费比重不断提高。前三季度,天然气、非化石能源消费比重分别约为6.9%、14.3%,比去年底分别提高约0.5、1个百分点。

二是非化石能源发电装机比重提高。前三季度,6000千瓦及以上发电装机中,非化石能源发电装机比重为35.1%,比去年同期提高1.6个百分点。全国非化石能源发电占电源工程投资的71.3%,比去年同期提高4.5个百分点。

第三、供给侧结构性改革深入推进,能源供给质量有所改善。

一是煤炭去产能工作顺利推进。超额完成年度去产能目标任务,先进产能建设有序推进。

二是防范化解煤电产能过剩风险取得阶段性成果。煤电建设速度明显放缓,前三季度全国主要发电企业煤电建设投资同比下降25%,煤电新投产装机同比减少,利用小时数和发电量同比增加,调控成效正在逐步显现。

三是成品油质量升级加快推进。继年初开始在全国范围供应国五标准车用汽柴油后,7月1日起全面供应含硫量不大于50ppm的普通柴油。目前,京津冀及周边地区“2+26”个城市已经提前供应国六标准车用汽柴油。

四是弃风弃光率有所下降。前三季度,全国平均弃风率、弃光率分别为12%和5.6%,比去年同期分别下降6.7个和3.8个百分点。

第四、改革创新引领作用增强,新旧动能加快转换。

一是重点领域和关键环节改革加快。电力市场化交易机制逐步完善,全年市场化交易电量力争达到全社会用电量的35%以上。增量配电业务改革试点有序推进,售电侧市场竞争机制初步建立,启动电力现货市场建设试点。绿色电力证书核发和自愿交易制度开始实施。电力安全监管体系进一步完善。印发实施《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》,明确了油气改革的总体思路和重点任务,油气领域加快向开放竞争的格局迈进。

二是能源科技创新取得新进展。AP1000依托项目、我国自主研发的三代核电“华龙一号”、具有四代安全特征高温气冷堆示范工程进展顺利。煤炭间接液化核心技术和装备实现国产化。首次海域可燃冰试采成功,持续产气时间实现历史性突破。能源行业标准化工作扎实开展。

三是新模式新业态加快培育。首批55个能源互联网示范项目、23个多能互补集成优化项目顺利实施,储能产业政策进一步完善,一批新能源微电网、储能示范工程启动建设,逐渐成长为新的用能增长点。

第五、能源共享发展扩围提速,群众获得感不断提升。

一是北方地区清洁取暖加快推进。各地煤改气、煤改电力度加大,可再生能源清洁取暖有序实施。

二是电网与城市发展的契合度增强。中心城区、国家级新区电网建设目标任务有效落实,前三季度,110千伏及以下配电网建设投资约1990亿元,创历史同期新高。

三是农村用能水平明显提升。小城镇、中心村电网建设加快,贫困村通动力电年底前可以基本完成,平原地区机井通电基本实现全覆盖,光伏扶贫工程精准实施,农村用电保障能力显著增强。

四是电能替代步伐加快。东北地区率先开展电能替代试点,全国电动汽车充电设施比上年翻了一番,机场、港口岸电建设加快,全国电能替代规模不断扩大。

五是军民融合能源建设取得积极进展。第一批边防部队电网建设启动实施,格尔木-拉萨成品油管道、青藏天然气管道项目稳步推进。

第六、能源行业效益整体向好,上下游盈利分化。

一是资源勘探开发环节效益明显好转。今年以来,秦皇岛5500大卡动力煤价格平均每吨612元,布伦特原油价格平均每桶52.3美元,比去年同期分别上涨140元和10.4美元,上游行业经营效益明显改善。前三季度,煤炭采选业实现利润2262亿元,同比增长7.2倍。油气开采业由去年同期亏损392亿元转为盈利328亿元。

二是加工转换环节利润增速有所回落。前三季度,石油加工、炼焦和核燃料加工业实现利润1627亿元,同比增长38.4%,而去年同期为增长2.6倍;电力、热力生产和供应业实现利润2593亿元,同比下降23.7%,比去年同期回落18个百分点。

发表在 新闻 | 国家能源局:能源消费继续保持回暖态势 主要指标好于预期已关闭评论

可再生能源趋势:2017年版智能电网专刊第2期发布

可再生能源趋势:2017年版智能电网专刊第2期发布 http://dx.doi.org/10.17737/tre.2017.3.3

发表在 出版物 | 可再生能源趋势:2017年版智能电网专刊第2期发布已关闭评论

牲畜甲烷排放被低估 成遏制全球暖化额外挑战

据法国媒体表示,牲畜的温室气体甲烷排放量超过此前预估,对遏制全球暖化的斗争构成额外挑战。

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的数据,每头牛经修正的甲烷排放估算量显示,2011年全球牲畜的温室气体排放量超过预估11%。

该委员会从数千名科学家取得的定期报告,帮助各国领袖采取行动应对气候变迁。因为这一现象已开始在全球各地引发气候灾祸。

美国农业部研究员、相关研究主要执笔人沃尔夫(Julie Wolf)表示,在许多地区,牲畜数量正在改变,其饲养带来更大型的动物,消耗更多的食物。他补充说,牲畜养育,加上牲畜管理的改变,会导致更高的甲烷排放量。

沃尔夫指出,早期的估计是基于过期的数据。根据先前的研究,空气中的甲烷浓度在2000年到2006年间缓慢攀升,在那之后10年间,甲烷浓度攀升速度加快了10倍。

这项研究刊登于《碳平衡与管理》期刊(Carbon Balance and Management)。

发表在 新闻 | 牲畜甲烷排放被低估 成遏制全球暖化额外挑战已关闭评论

本世纪全球气温上升控制在2摄氏度基本是个梦

两项最新研究给全球气候变化问题敲响了警钟:到2100年,全球温度升高不超过2摄氏度的几率只有5%;到2030年,如果气候变化不得到遏制,将在全球造成6万人早亡。

这两项研究都于7月31日发表在《自然气候变化》期刊上。

在第一项报告中,研究人员使用了一种新方法:以1960年到2010年各国的数据为基础,根据世界人口总数、人均GDP以及每一美元经济活动所排放的碳量——也称“碳密度”,对未来的气候变化进行预测。

预测结果显示,到2100年,全球温度上升的范围很可能在2摄氏度到4.9摄氏度之间;即使各国采取减排措施,中位数也可能达到3.2摄氏度。

而全球温度升高不超过2摄氏度的几率只有5%;不超过1.5摄氏度的几率则只有1%。

这个结果对于致力于对抗气候变化的《巴黎气候协定》缔约方来说无疑不是什么好消息。

2015年,《联合国气候变化框架公约》196个缔约方在巴黎气候变化大会上通过巴黎协定,要求各国努力实现在本世纪末将全球温度升高控制在2摄氏度以内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。

根据此前的预测,到2100年,全球人口将达到110亿人。这项研究指出,人口增加对气候变化的影响不大,因为大部分人口增加都将出现在撒哈拉以南的非洲地区。该地区并不是温室气体排放的主要来源地。

研究指出,影响全球气温升高的关键因素是碳密度。报告预测,在本世纪内,科技的进步将有助于减小碳密度,特别是在中国和印度;然而碳密度减小的程度有限,依然不能阻止全球气温上升幅度超过2摄氏度。

这项研究的主要作者、华盛顿大学统计学教授拉夫特里(Adrian Raftery)表示,就算不能达到2摄氏度的目标,“采取行动也非常重要”,因为气温升高的幅度越大,“造成的危害也会越大”,因此需要各国“立即采取措施”。

来自德克萨斯A&M大学的气候学家德斯勒(Andrew Dessler)对这项研究的结果表示部分赞成,认同要达到2摄氏度和1.5摄氏度的目标“非常不可能”,但他同时也认为这项研究过于死板片面,没有考虑到科技进步的速度。

德斯勒称,很有可能“明天就有人发明出了无碳新能源,之后所有人都可以使用”。他同时表示,可再生能源的价格下降是实现减排的重要因素,但要让这些能源的价格更为亲民,各国政府还需要采取更多措施。

另一项由北卡罗来纳大学教堂山分校发表的研究则指出,如果各国不采取措施对抗气候变化,到2030年,全球将出现6万例因气候变化引起的早亡;到2100年,这一数字将达到26万。

研究指出,由于气候变化会影响空气污染物的浓度,因此气温升高将给人体健康造成很大影响。

报告的主要作者威斯特(Jason West)称,空气污染与心脏病、中风、肺心疾病和肺癌都有关系。而温度上升将加速空气污染物的化学反应,影响人体健康。除此之外,由于温度上升而变干燥的地区也会因为缺雨、火灾增多和扬尘而出现空气污染加重。

威斯特还表示,温度上升将导致热应力上升、助长感染性疾病的传播、增加水和食物被污染的几率。

报告预测,如果各国不采取有效措施对抗气候变化,除了非洲之外,全球其他地区都将出现更多因空气污染而致死的病例。

发表在 新闻 | 本世纪全球气温上升控制在2摄氏度基本是个梦已关闭评论

可再生能源三大细分领域最受关注

7月28日,国家能源局印发《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》(以下简称《意见》),旨在有效解决可再生能源发展中出现的弃水弃风弃光和补贴资金不足等问题,实现可再生能源产业持续健康有序发展。

  鼓励扩大补贴资金来源

《意见》提出,加强可再生能源发展规划的引领作用,各地要结合本地区可再生能源发展规划和市场消纳条件,合理确定本地区可再生能源电力发展目标,加强项目建设管理和政策落实工作,推进可再生能源电力有序规范发展。国家能源局按年度对各省区市可再生能源开发利用进行监测评估和考核,并向社会公布评估和考核结果。

《意见》还提出,多措并举扩大补贴资金来源。鼓励各级地方政府多渠道筹措资金支持可再生能源发展,已制定本省级区域支持可再生能源建设和利用补贴政策的地区可相应扩大建设规模。

  三大细分领域最受关注

《意见》提出,预警结果为绿色地区的地区,根据相关规划在落实电力送出和市场消纳的前提下,自主确定风电年度建设实施方案,严格核实纳入年度建设方案各项目的风资源勘查评价、电力送出及消纳市场等建设条件,并指导开发企业与电网企业做好衔接。分散式风电严格按照有关技术规定和规划执行,不受年度建设规模限制。

《意见》提出,各地对具备成片开发土地资源且具备统一送出消纳条件的光伏电站场址,编制光伏发电先进技术应用基地。国家能源局按年度统一组织光伏发电先进技术应用基地优选,被选上的基地纳入该地区年度新增建设规模。对优选上的基地,由所在地省级能源主管部门在国家能源局指导下组织地方政府采取公开竞争方式选择项目投资主体,并提出统一的技术标准。

《意见》提出,生物质发电(主要包括农林生物质发电和垃圾焚烧发电)“十三五”规划布局规模一次性下达。大力推进农林生物质热电联产,从严控制只发电不供热项目。将农林生物质热电联产作为县域重要的清洁供热方式,为县城及农村提供清洁供暖,为工业园区和企业提供清洁工业蒸汽,直接替代县域内燃煤锅炉及散煤利用。因地制宜推进城镇生活垃圾焚烧热电联产项目建设。

发表在 新闻 | 可再生能源三大细分领域最受关注已关闭评论

如何改变清洁能源“装得越多弃得越多”的局面?

“十三五”开局之年,我国风电、光伏等清洁能源继续保持稳步发展态势,2016年清洁能源消费比重提高了1.7个百分点,煤炭消费比重下降了2个百分点,但能源结构的优化转型注定充满波折,伴随阵痛。近年,一些地区出现了大规模弃风、弃光、弃水,能源结构调整和电力市场转型进入“爬坡过坎”的深水期。

清洁能源大规模被弃,在今年全国两会期间,成为代表委员关注的焦点。日前,全国政协人口资源环境委员会组成专题调研组,赴相关地区开展调研,了解“三弃”背后的深层次原因,并积极为解决清洁能源消纳问题建言献策。

  清洁能源发展迅猛

经过“十一五”以来的持续政策推动,我国清洁能源发展从无到有,发展迅猛。国家能源局向调研组提供的数据显示,到2016年,我国清洁能源装机总量达5.91亿千瓦,风电并网装机1.46亿千瓦,光伏发电装机7800万千瓦,应用规模均居全球首位。

旺盛的发展势头使得清洁能源在推动能源结构调整方面的作用不断增强,实现了大范围的能源增量替代和区域性的存量替代,煤炭消费比重不断下降,2016年的煤炭消费比重相比2010年已经下降了6个百分点。

同时,清洁能源产业技术水平也不断提高,成本下降明显。2016年我国局部地区风电成本已可达到0.47元/千瓦时,有专家预计,到2020年,风电实现平价上网已成为大概率事件。

  消纳能力不足凸显

然而,在清洁能源产业迅猛发展的背后,受发展失调、改革滞后和政策制度缺失的影响,清洁能源消纳问题逐步显现。

延续多年的弃风形势还在恶化。根据国家能源局的数据,2016年全年弃风电量达497亿千瓦时,这一数据是2014年的4倍。其中,主要集中在甘肃、新疆、内蒙古、吉林和黑龙江五个地区,近三年弃风量接近800亿千瓦时,相当于天津市2015年全年的用电量。与此同时,甘肃省的弃风率从2014的11%飙升到2016年的43%。

风电难熬,光伏的日子也不好过。相关统计显示,2016年,仅西北五省(区)弃光电量就达70.42亿千瓦时,弃光率19.81%。其中,新疆弃光率高达32.23%。

此外,持续多年的弃水现象也未现好转迹象。据介绍,弃水分为正常弃水和非正常弃水两种,由于统计口径不同,数据有所出入,但可以确定的是,2016年西南非正常弃水再创新高,损失电量超过700亿千瓦时,已接近三峡电站全年发电量。

尤为值得注意的是,作为昔日的基荷电源,核电去年也遭遇了降功率和低价上网的尴尬。全国政协委员、中核集团科技与信息化部主任钱天林表示,“由于各种因素限制,核电不能满发,去年全国弃核损失电量达462亿度。”这一损失电量大约相当于全国1/5的核电机组全年停运。

一边是清洁能源装机的高速发展,一边是绿色电力被白白浪费,清洁能源亟待走出“装得越多,弃得越多”的怪圈。

  对症才能下药

对症下药方能药到病除。清洁能源大规模被弃,背后的根源是什么?

调研组了解到,各种清洁能源被弃,因素各不相同,但也有其共性。一是电力需求减缓;二是就地就近消纳有限;三是外送通道受限。

“经济要发展,电力要先行,长期以来,电力增长是按照高于GDP增长1-1.5个百分点规划的,以前GDP增长是两位数,现在GDP增长放缓,我国经济运行增速进入了新的发展平台。在这种状况下,过去形成的电力产能就会呈现总量过剩。”全国政协委员、中国电力投资集团原总经理陆启洲表示。

张家口是华北地区风能和太阳能资源最丰富的地区之一。风能可开发量达4000万千瓦以上,太阳能可开发量超过3000万千瓦,各种生物质资源年产量达到200万吨。从2003年开始,便有风电、光伏企业在此地布局。如今风电装机已达到814万千瓦,光伏发电装机260万千瓦。但丰富的风电资源受制于电网通道输送能力,2016年弃风电量达到16亿千瓦时,弃风率超过了10%。“张家口对可再生能源的消纳能力有限,尽管我们做了很多努力,但本地消纳仅占全市发电量的35%,大部分电力需要外送到京津冀等地消纳,但电网现有的3条外送通道远不能满足可再生能源发展需求。”张家口市市长武卫东对调研组表示。

调研组了解到,在弃风弃光最严重的我国西北地区,以甘肃、新疆最为严重。主要受到外输能力的影响。目前,甘肃主要通过两条750千伏特高压交流线路外送,输电能力约330万-430万千瓦,并且与新疆和青海共用,新能源电力外送通道容量限制很大。

近两年,西南省份水电装机增长较快,并呈枯丰急转态势,增大了水电站兼顾防洪、发电的压力。此外,汛期降水较为集中、外送通道能力不足也都一定程度加剧了弃水。

全国政协委员、国家能源局原副局长史玉波指出,我国大量煤电机组发电计划和开机方式的核定不科学,辅助服务激励政策不到位,省间联络线计划制定和考核机制不合理,跨省区补偿调节能力不能充分发挥,需求侧响应能力受到刚性电价政策的制约,多种因素导致系统消纳清洁能源的能力未有效挖掘。

此外,一个不可忽视的问题是,受到国家对新能源补贴政策的刺激,部分地区没有考虑消纳能力,产生了发展新能源的“大跃进”。“目前‘三北’部分省(区)在运风电装机已超过2020年规划目标。”国家能源局新能源司综合处调研员陈永胜表示。

  补贴不堪重负

记者了解到,新能源行业对于财政补贴高度依存,自身发展动力不足。随着行业的高速发展,财政补贴缺口呈持续扩大趋势,现行补贴政策已难以为继。

据统计,2016年全年光伏发电、风电、生物质发电补贴强度分别为每千瓦时(度)0.55元、0.21元和0.27元,全年的补贴需求就达800亿元。

庞大的补贴规模资金来源为可再生能源电价附加。从2006年开始,国家在全国范围内对销售电量征收可再生能源电价附加征收标准,2016年,国家将电价征收标准从1.5分/千瓦时提高到了1.9分/千瓦时。

实际上,自2012年以来,受各种因素影响,补贴资金每年都存在资金缺口,且逐年扩大。

补贴资金不足已成为制约可再生能源发展的重要问题。记者了解到,目前有的地方政府和可再生能源企业并不了解当前可再生能源补贴存在的资金缺口,仍把目标瞄准财政补贴,想各种办法上项目。

  推动消纳需综合施策

“尽管我国局部地区出现了三弃现象,但是必须认识到这是局部地区出现的暂时现象,发展清洁能源的大方向必须坚持。”全国政协委员、国家能源局原副局长史玉波着重强调。

史玉波表示,推动新能源消纳是一项系统工程,需要政府部门、电网企业、发电企业和用户等各方主体共同参与,多措并举、综合施策。

陆启洲认为,除了规划、技术等方面的因素外,清洁能源大规模被弃,与现有的电力市场体制不适应清洁能源发展有着直接联系。一方面是电力产能相对于GDP增速过剩,另一方面相对消费需求出现结构性不足。在电力需求放缓的背景下,正好为电力结构优化调整腾出了很好空间。“风、光、水、核等清洁能源同时被弃是系统性问题,需要对整个电力和能源进行系统优化。”

陆启洲建议,加快建设全国统一电力市场,逐步放开发用电计划,将发电权交易、直接交易等交易机制纳入电力市场体系,完全放开省间交易。更重要的是,要严格按照国家“十三五”能源、电力规划目标,充分考虑消纳能力,有序发展新能源。

史玉波建议,需加强电力统一规划,有序引导新能源项目建设,严控东中部地区新增煤电,抓紧输电通道建设,启动一批亟须的特高压重点工程前期工作,加快建设。此外,全面实施电能替代,大力发展电动汽车,鼓励用户积极参与电力需求侧响应和市场交易。

全国政协委员、海军原副政委王兆海建议,要尽快对新能源补贴政策作出调整,尽快建立市场化消纳机制。

全国政协委员、人口资源环境委员会副主任齐让建议,加大科技创新力度,针对可再生能源特点以及经济社会的需求,布局相关产业科技研发和布局,将使可再生能源为代表的新兴产业集群成为经济增长新支柱。

“到2020年我国非化石能源消费占一次能源消费比重达到15%左右,2030年达到20%左右是中国政府对国际社会的庄严承诺,彰显负责任发展中大国形象,也是创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念的具体体现。目前出现的新能源消纳问题是发展中的问题,只要措施对路,完全可以解决。”调研组组长、全国政协人口资源环境委员会副主任张基尧表示。

发表在 新闻 | 如何改变清洁能源“装得越多弃得越多”的局面?已关闭评论

中国计划2030年前进行可燃冰商业开发

从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%。

这是我国首次海域可燃冰试采成功,这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构,甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。

国土资源部中国地质调查局副局长李金发指出,从目前我们试采的连续性和产气量来看,离商业性开采距离不远了。在2030年以前,具有最大潜力的天然气水合物资源将会得到商业性开发利用。下一步,试开采团队将继续在附近海域再进行二至三个不同矿区和类别的试开采工作。积累更多试开采经验,为在2030年前进行天然气水合物商业开发打下基础。

  神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的冰山一角

直升机从珠海九州机场起飞,飞行约90分钟,远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台,这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域,也是我国首次进行可燃冰试采的海域。

“对于海洋可燃冰的研究,我国是从1995年开始的,并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。

可燃冰,又称天然气水合物,它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,能量密度高,资源潜力巨大,估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选。

2010年底,由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。

试采现场指挥部地质组组长陆敬安说,勘探显示,神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量,“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里;在南海其他海域,同样也有天然气水合物存在的必备条件……

  此次试采实现了勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新

可燃冰储量丰富,但是如果一直只躺在南海海底,则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大,迄今鲜有国家尝试。

全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5万立方米,5月15日再次因出砂问题而中止产气。

“此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新,在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。

“通过这次试采,中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破,形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型,该类型资源量在世界上占比超过90%,也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采,为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。谢文卫介绍,“我们提出‘地层流体抽取试采法’,有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术,其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”

本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验,为此海洋地质学家们在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面,都具有中国特色,可以称之为“中国方案”。

在试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国造”已走在世界的前列。

首先,必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”,这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”,就从中国烟台起航,于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。

其次,大量拥有自主知识产权工具的成功应用,表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力,如完井防砂工艺,已远远超过石油工业的防砂极限;完井与测试系统集成装备,结合可燃冰试采工程开发与科研需求,为我国可燃冰开发研究提供科学数据。

  监测结果显示,试采过程安全、友好、可控、环保

试采可燃冰,外界一直有一个疑问,就是会不会对周边海域的环境造成影响。

由于甲烷是比CO2更高效的温室气体,因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采,同样非常重视环境问题,为此投入人力物力进行了研究。

2011年6月至2017年3月,南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作,对试采区进行了多年系统调查,调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,同时,发展了一系列我国自主产权的环境评价技术,为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

可燃冰试采的环境问题,主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解,导致甲烷泄漏,从而引起海底滑坡等地质灾害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题,在试采过程中,一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,通过合理设计井位及降压方案,从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题,另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备,构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系,实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响,整个过程安全、友好、可控、环保。

本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题,并在之后3—5年内开展第二次试采,进一步为商业化开采做好技术准备。

  可燃冰身为何物

20世纪30年代,天然气作为一种燃料开始被广泛使用,人们铺设了输气管道,但管道经常被奇怪的“冰块”堵塞,科学家为了解决这一难题,对这些“冰块”的结构和成份进行了分析,在1934年,由前苏联科学家发现这些冰块是天然气和水混合而成的,并称之为天然气水合物,就这样,可燃冰被人们意外地发现了。

可燃冰是由天然气和水在高压低温状态下形成的固体结晶物质,学名是天然气水合物,英文名为Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate。其化学方程式为CH4?8H2O,外貌多为白色、淡黄色、琥珀色和暗褐色。纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,能被直接点燃,故形象地称之为“可燃冰”。纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,能被直接点燃,故形象地称之为“可燃冰”。

其分子结构非常复杂,但这其中超过99%的都是甲烷分子,因而易被点燃,也可以说可燃冰就像一个天然气的压缩包,包含数量巨大的天然气。据理论计算,1立方米的可燃冰可释放出164立方米的甲烷气和0.8立方米的水。而且燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,不会像煤炭和石油产品燃烧时释放出粉尘、硫化物、氮氧化物等环境污染物,所以被誉为21世纪最理想的清洁能源。

  笼状结构

  可燃冰身在何处

可燃冰的形成必须具备四个条件。一是温度,生成可燃冰的温度不能太高,也不能太低,适宜温度是0—10℃之间,最高限是20℃。二是压力,形成可燃冰需要足够的压力,但也不能太大,在零度时,30个大气压以上就可。三是气源,“巧妇难为无米之炊”,丰富的天然气是可燃冰的重要组成部分。四是适量的水,这也是形成可燃冰不可或缺的成分。四个条件缺一不可。

可燃冰在陆域和海域均有分布,而海底可燃冰的分布范围要比陆地大很多,据科学家大致估计,可燃冰分布的陆海比例为1:100,大约27%的陆地,包括极地冰川冻土带和冰雪高山冻结岩,以及90%的大洋水域是可燃冰的潜在区。陆地可燃冰分布较少是因为除了永久冻土层,其他地方很少像海底一样具备可燃冰形成的条件,而在海底300-500米的沉积物中都可能具备。

  可燃冰发展历程

  我国海域可燃冰探寻阔步向前

目前,国际上确定天然气水合物的技术手段第一种是通过对地球物理资料的解释确定,如获得地震拟海底反射(BSR)标志,BSR是一种声反射面,指的是含气水合物的沉积物和其下伏不含气水合物之间的声反射界面,而在海洋环境中气水合物是稳定的,所以分析这种反射界面是判断是否存在天然气水合物的一个重要标志。第二种标志是典型的海底甲烷渗漏(即冷泉)反射特征,由于天然气水合物的主要成分就是甲烷,所以在海底监测到大量甲烷气体渗漏也是判断天然气水合物存在的重要标志。

1999年,广州海洋局派出“奋斗五号”船实施了首次针对水合物的高分辨多道地震调查,由此掀开了我国海域水合物调查的序幕。通过调查,在南海北部陆坡西沙海域首次发现了水合物存在的重要标志——似海底反射(BSR)。成果报送国务院后,时任国务院副总理温家宝批示“在南海发现天然气水合物存在的似海底反射波,意味着这类新资源在我国零的突破(2000年)”。我国于2002年正式批准设立天然气水合物资源勘查专项。从此,我国正式踏上了大规模、多学科、多手段开展天然气水合物资源调查的艰辛历程。

2002-2015年间,我国相继在南海北部陆坡的西沙、东沙、神狐和琼东南海域开展了天然气水合物资源调查及研究工作,并取得了一系列勘探成果和理论突破。

2007年4-6月,广州海洋地质调查局首次在南海北部神狐海域成功实施8个站位钻探,其中3个站位获得了天然气水合物实物样品,所获得的样品甲烷含量高达99.7%以上,点火即可燃烧。这一发现是我国首次在南海海域获取天然气水合物实物样品,证实了南海存在良好的水合物资源前景。

这是一次战略性的突破,使我国成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划在海底钻探获得天然气水合物实物样品的国家,也意味着我国海域天然气水合物资源调查正式跻身国际水合物勘探的先进行列。

2013年6月1日~9月8日,广州海洋地质调查局在珠江口盆地实施了第二次天然气水合物钻探。此次钻获了大量高纯度的新类型天然气水合物实物样品,样品中甲烷含量最高达到99%,呈块状、脉状、分散状等多种类型,主要赋存于水深600-1100米的海底以下220米以内的两个矿层中,具有埋藏浅、厚度大、类型多、含矿率高、甲烷纯度高等五大特点,在国际上罕见。该发现首次在我国南海获取了可视的块状天然气水合物实物样品。这一新发现,填补了我国海域可视水合物的空白,极大地丰富了我国海域水合物的赋存类型,是继2007年钻探航次后发现的新的水合物赋存类型,具有重大勘探实践意义和重要的科学研究价值,是我国海域水合物资源调查勘探一个里程碑式的重大突破。

2015年6月~9月,广州海洋地质调查局再次在神狐海域实施23口天然气水合物钻探井,这次的命中率达到了100%,23口井全部发现天然气水合物,水合物矿体厚度大、储量大,呈高饱和度特征。钻井控制矿藏面积128平方千米,控制资源量超过1500亿立方米,圈出10个规模较大的矿体,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,此次钻探还首次发现Ⅱ型天然气水合物,与深部油气密切相关,对指导油气勘探具有重要意义。这次钻探为海域天然气水合物实验性开采提供了重要参考靶区,标志着我国海域天然气水合物资源调查已达到世界先进水平。

同年,广州海洋地质调查局利用地球物理资料在神狐邻近海域发现了典型的海底甲烷渗漏(即冷泉)反射特征,继而利用我国自主研发的“海马号”水下机器人(ROV)进行海底观测和实时甲烷测定,发现了大量化能自养的冷泉生物——菌席、贻贝类、管状蠕虫、蟹等组成的大型冷泉生态系统和大量沉淀于高碱度环境的冷泉碳酸盐岩,证实了巨型冷泉群——海马冷泉区的存在。同时,在海马冷泉区进行了目标精准的大型重力活塞取样,直接在海底浅表层采获渗漏型天然气水合物实物样品。海底观测和取样的结果验证了前期勘查研究中对海底渗漏型水合物分布预测的正确性,在南海海域水合物资源富集规律及与冷泉有关的海底生态系统认识上取得新突破,对后续钻探部署具有重要的指导意义。

2017年5月18日,我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续超过7天的稳定产气,取得天然气水合物试开采的历史性突破。

发表在 新闻 | 中国计划2030年前进行可燃冰商业开发已关闭评论

电气电子通讯系统近期创新特刊(RIEECS2017)

2017年10月28日至29日,第一届国际电气电子通信系统创新国际会议(RIEECS 2017)将在印度德拉敦的 Graphic Era University大学举行。这次会议为电气,电子和通信工程领域感兴趣的研究人员、学生、开发人员和从业人员提供了一个交流思想和讨论的平台, 讨论领域内问题的解决方案、科学成果和方法。 组委会与我们出版社合作,会议委员会选出的一些论文将有机会将其论文的扩展版本提交给可再生能源趋势特刊发表。

发表在 出版物, 新闻 | 标签为 | 电气电子通讯系统近期创新特刊(RIEECS2017)已关闭评论

出版社与中国知网(CNKI Scholar)签署的数据共享协议

我们正式与中国知网(CNKI Scholar)签署数据共享协议。 在可再生能源趋势中发表的文章将在中国知网数据库中进行索引。

发表在 资讯 | 标签为 , | 出版社与中国知网(CNKI Scholar)签署的数据共享协议已关闭评论

出版社与印度Informatics公司(J-Gate)签署的数据共享协议

我们正式与Informatics(J-Gate)签署数据共享协议。 在可再生能源趋势中发表的文章将在J-Gate中进行索引,J-Gate是印度Informatics有限公司于2001年推出的全球电子期刊文献的电子门户。

发表在 新闻 | 标签为 , | 出版社与印度Informatics公司(J-Gate)签署的数据共享协议已关闭评论