天然气水合物：潜力巨大的未来新能源

　　天然气水合物，是一种可能的潜在能源，具有巨大的资源经济潜力，且在全球碳循环中扮演着重要角色。

　　天然气水合物，也称笼形包合物，是由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳、硫化氢等其中一种或多种小分子气体和水在低温高压下生成的一种非化学计量的笼形化合物。

　　水分子一般通过氢键合成多面体笼。自然界中存在的天然气水合物中天然气主要成分为甲烷，所以又常称甲烷水合物，通常赋存在深海沉积物和陆域永久冻土带中。

　　迄今在全球范围内已发现了200多个天然气水合物矿点，其中90%以上存在于海底。它是一种可能的潜在能源，具有巨大的资源经济潜力，且在全球碳循环中扮演着重要角色。天然气水合物及其环境效应是当今地球科学研究的前沿课题。

　　我国于20世纪90年始启动天然气水合物的调查研究工作。1999年广州海洋地质调查局在南海西沙海槽区首次进行了500多测线千米的天然气水合物前期调查，发现了天然气水合物存在的地球物理证据。2002年设立了“我国海域天然气水合物资源调查与评价”专项，通过调查在南海北部圈定了约32750平方千米的多个水合物远景有利区。国家863计划和973计划也陆续设立课题和项目，开展水合物相关技术研究。继2007年在南海北部陆坡神狐海域成功实施了天然气水合物钻探航次，获得了水合物实物样品，又于2013年在珠江口盆地东部海域钻获高纯度水合物样品，证实了南海存在巨大的资源潜力。2014年，我国正式启动海域天然气水合物试采工程，并于2015年和2016年分别实施了两次钻探计划为试采选址。2017年5月~6月，自然资源部中国地质调查局在南海神狐海域组织实施了我国海域天然气水合物试采，开采方法为降压法，实现连续60天产气。这次试采成功是我国首次、也是世界首次成功实现资源量占全球水合物总资源量90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采，为实现天然气水合物产业化开发利用迈进了坚实的一步。

　　同期，我国还在南海神狐海域成功实施了天然气水合物固态流化试采。陆域天然气水合物资源勘探也取得了一系列成果。调查报告显示，我国陆域天然气水合物主要存在于青藏高原冻土带，其中青海的羌塘盆地、祁连山木里地区，以及风火山–乌丽地区为已探明的较好的找矿地区，并于2009年首次在青海木里冻土带钻获天然气水合物实物样品。自2011年起，中国地质调查局全面启动了青南藏北、祁连山和东北冻土区的天然气水合物调查、试采及其配套科研工作，先后于2011年和2016年成功实施陆域天然气水合物试采工程。

　　众所周知，能源和环境是社会可持续发展的基石。特别是近20年来，随着我国经济快速发展，空气污染增加，威胁整个社会生态体系。因此，亟需调整以煤炭为主的消费结构并建设清洁低碳、高效多元的现代能源体系。根据国家能源发展中长期规划，天然气已成为我国能源结构调整的重点之一。2016年国家发改委和国家能源局发布的《能源生产和消费战略（2016-2030）》要求到2030年天然气占比要达到15%左右，初步构建清洁低碳、安全高效现代能源体系。

　　要实现这一目标，除了采取节能、进口和挖掘现有常规天然气储量外，向非常规天然气要产能成为必然选择。而在非常规天然气中，天然气水合物占比最大，且我国南海就赋存丰富的水合物资源，因此开采水合物对缓解我国能源短缺和环境问题具有重要的意义。此外，2018年我国天然气对外依存度较高。因此，实现水合物产业化也是国家能源安全和现代能源体系建设的需要。