日本天然氣水合物開發(fā)現(xiàn)狀：

東北亞海域是天然氣水合物富集區(qū)。日本期待未來(lái)能在東北亞海域獲得穩(wěn)定的能源供應(yīng)，因而政府重視、投入充足，在天然氣水合物的資源勘探、基礎(chǔ)研究和先導(dǎo)試驗(yàn)等方面取得了一定進(jìn)展。

資源勘探方面：通過(guò)對(duì)周邊海域的勘探，初步評(píng)價(jià)認(rèn)為日本南海海槽天然氣水合物藏位于水深850米~1150米的海底地層，賦存于砂巖和火山沉積物中，孔隙度為35%，天然氣水合物充填率達(dá)85%，且離岸較近，易于開發(fā)。

基礎(chǔ)研究方面：一是借助地質(zhì)鉆探結(jié)果，對(duì)海洋天然氣水合物的潛在資源進(jìn)行了全面評(píng)價(jià)，并初步總結(jié)出評(píng)價(jià)深水天然氣水合物賦存狀況的方法；二是形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭、政府公立研究機(jī)構(gòu)和民間私營(yíng)機(jī)構(gòu)共同參與的研究模式，成立了“天然氣水合物資源開發(fā)研究財(cái)團(tuán)”；三是完成了勘探用壓力巖芯取樣器和井內(nèi)溫度壓力模擬系統(tǒng)等設(shè)備制造；四是開展了相關(guān)環(huán)境保護(hù)等研究。

先導(dǎo)試驗(yàn)方面：日本于1998年與加拿大合作在加拿大北部麥肯齊三角洲開展了鉆探先導(dǎo)試驗(yàn)，獲取了天然氣水合物樣品；2013年3月，日本進(jìn)行了第一次海洋生產(chǎn)先導(dǎo)試驗(yàn)，由日本石油勘探公司在渥美半島和志摩半島海域的第二渥美海丘實(shí)施，采用減壓法，連續(xù)生產(chǎn)了6天，評(píng)價(jià)產(chǎn)量高達(dá)兩萬(wàn)立方米/日，累計(jì)生產(chǎn)甲烷超過(guò)12萬(wàn)立方米，首次取得世界海洋天然氣水合物開采成功。

日本天然氣水合物下一步開發(fā)計(jì)劃：

根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2001年4月正式發(fā)布的《日本天然氣水合物開發(fā)計(jì)劃》，該國(guó)目前天然氣水合物發(fā)展正處于規(guī)劃中的第二階段，主要進(jìn)行海洋生產(chǎn)試驗(yàn)、評(píng)價(jià)天然氣水合物氣田的特性、研究海洋天然氣水合物開發(fā)系統(tǒng)，以及進(jìn)行第二次陸上生產(chǎn)試驗(yàn)的分析并進(jìn)行長(zhǎng)期試驗(yàn)等。

從中長(zhǎng)期看，日本天然氣水合物下一步發(fā)展計(jì)劃包括以下四個(gè)步驟：

第一步，在2015年內(nèi)完成新一輪天然氣水合物測(cè)試，并嘗試在海上安裝天然氣水合物相關(guān)開發(fā)裝置；

第二步，計(jì)劃在2018年年底前，綜合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)與海外進(jìn)行的先導(dǎo)性試驗(yàn)取得的資源認(rèn)識(shí)、技術(shù)裝備、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面的研究成果，按照商業(yè)化生產(chǎn)的原則嘗試對(duì)周邊海域天然氣水合物進(jìn)行開發(fā)；

第三步，根據(jù)嘗試開發(fā)階段遇到的問(wèn)題，有針對(duì)性地重點(diǎn)突破儲(chǔ)層類型認(rèn)識(shí)、降低井口壓力、水合物開采和控制及環(huán)境保護(hù)等技術(shù)難點(diǎn)；

第四步，在前三步實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，日本政府暫定于2023~2027年間商業(yè)化開發(fā)其豐富的天然氣水合物資源。

日本加快開發(fā)天然氣水合物的動(dòng)因：

●能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口

日本油氣和煤炭資源儲(chǔ)量相對(duì)匱乏，其發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行所需能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

最新版的《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示：2014年日本原油消費(fèi)量1.97億噸，較2013年增長(zhǎng)4.7%；進(jìn)口量1.69億噸，對(duì)外依存度高達(dá)85.8%；2014年天然氣消費(fèi)量1125億立方米，較2013年增長(zhǎng)3.3%；天然氣（LNG）進(jìn)口量則為1206億立方米，除極少量天然氣“進(jìn)口后轉(zhuǎn)出售”外，日本天然氣消費(fèi)幾乎全部依賴進(jìn)口。除石油和天然氣外，日本2014年煤炭消費(fèi)量折合原油當(dāng)量為1.27億噸，產(chǎn)量不足100萬(wàn)噸，幾乎全部依賴進(jìn)口。

●天然氣水合物儲(chǔ)量豐富

早在上世紀(jì)90年代，美國(guó)學(xué)者就已通過(guò)大洋鉆探數(shù)據(jù)分析認(rèn)為，日本周邊海域海底地層仿擬反射特征異常廣泛分布，并由此判定該海域的天然氣水合物資源量十分豐富。

根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省先導(dǎo)性試驗(yàn)獲得的鉆井?dāng)?shù)據(jù)和地震勘探數(shù)據(jù)，利用概率法預(yù)測(cè)，日本東部南海海槽天然氣水合物原始資源量約40萬(wàn)億立方英尺，其中富集層的資源量約為20萬(wàn)億立方英尺。如果能夠有效開采，可滿足日本100年的能源需求。

日本加快開發(fā)天然氣水合物面臨的挑戰(zhàn)：

投資限制

從當(dāng)前全球能源市場(chǎng)形勢(shì)看，自2014年下半年以來(lái)，國(guó)際原油價(jià)格持續(xù)低迷，從超過(guò)110美元/桶驟降至2015年上半年的40美元~60美元/桶區(qū)間。一方面，各國(guó)石油公司都不得不選擇壓縮投資抵御油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，低油價(jià)已開始對(duì)各類新能源的研發(fā)和利用產(chǎn)生抑制效應(yīng)。

根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省開發(fā)天然氣水合物的時(shí)間安排，從當(dāng)前至2018年是資源前期研發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期，需要巨額的資金投入。但在現(xiàn)階段國(guó)際油價(jià)持續(xù)走低和日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢的大環(huán)境下，天然氣水合物的研發(fā)投入情況并不樂(lè)觀。2014年日本全國(guó)原油和LNG進(jìn)口總額為2270億美元，而當(dāng)年日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省對(duì)天然氣水合物的研發(fā)預(yù)算為2.26億美元，僅為油氣進(jìn)口總額的1‰。如果日本政府不加大天然氣水合物的研發(fā)投資，預(yù)計(jì)很難在2023~2027年間實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的目標(biāo)。

技術(shù)限制

與勘探和資源評(píng)價(jià)相比，真正限制日本天然氣水合物快速發(fā)展的，則是其資源開發(fā)技術(shù)，因?yàn)楝F(xiàn)有的各類開發(fā)方法都存在技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

方法一是減壓開發(fā)，通過(guò)降低壓力促使天然氣水合物直接分解。減壓開發(fā)不需要連續(xù)激發(fā)，成本較低，適合分布面積較廣的天然氣水合物開發(fā)，尤其適用于存在下伏游離氣層的天然氣水合物藏的開發(fā)。但此開發(fā)方式對(duì)天然氣水合物藏的性質(zhì)有特殊要求，只有當(dāng)天然氣水合物位于溫度與壓力平衡邊界附近時(shí)，減壓開發(fā)才具有可行性。

方法二是熱力法開發(fā)，直接對(duì)天然氣水合物層進(jìn)行加熱，使天然氣水合物層的溫度超過(guò)其平衡溫度，從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣。熱力法開發(fā)方式可實(shí)現(xiàn)循環(huán)注熱，且開發(fā)過(guò)程所需時(shí)間較短，但至今尚未很好地解決熱利用效率低的問(wèn)題，且只能局部加熱，有待進(jìn)一步完善。

方法三是注入化學(xué)試劑開發(fā)，通過(guò)向天然氣水合物藏中注入鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等化學(xué)試劑，破壞天然氣水合物藏的賦存平衡，促使其分解。該開發(fā)方式初期能量輸入低，但所需的化學(xué)試劑昂貴，還伴隨較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

此外，日本學(xué)者還提出二氧化碳置換開發(fā)和固體開發(fā)等新的開發(fā)方式，但都存在開發(fā)工藝復(fù)雜、開發(fā)過(guò)程中有工程安全和環(huán)境保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)等難點(diǎn)。

安全與環(huán)保限制

根據(jù)現(xiàn)有資料和研究成果，天然氣水合物開發(fā)過(guò)程中存在巨大的安全與環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

從資源賦存方式看，天然氣水合物結(jié)構(gòu)嵌入海底，成為區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的一部分，但當(dāng)前尚不能完全了解天然氣水合物在深海低溫高壓條件下保持穩(wěn)定的條件和結(jié)構(gòu)。在天然氣水合物的開發(fā)過(guò)程中，極有可能導(dǎo)致其在海洋中發(fā)生液化，這可能破壞現(xiàn)有的區(qū)域海洋生態(tài)系統(tǒng)，也可能改變海底及大陸架的地質(zhì)構(gòu)造，誘發(fā)地震乃至海嘯，給日本和周邊國(guó)家?guī)?lái)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

此外，在天然氣水合物的開發(fā)過(guò)程中，可能伴有規(guī)模不可控的甲烷等氣體釋放，將對(duì)海洋環(huán)境和大氣環(huán)境產(chǎn)生不可估量的不利影響。特別是單位體積的甲烷在空氣中釋放后，產(chǎn)生的溫室效應(yīng)將是等體積二氧化碳的30倍，能夠極大加劇全球氣候變暖，可能對(duì)全球生態(tài)環(huán)境造成災(zāi)難性的后果。

經(jīng)濟(jì)性限制

以LNG（液化天然氣）資源為例，2011~2014年日本進(jìn)口LNG價(jià)格在16.4美元~18.5美元/百萬(wàn)英熱單位區(qū)間，考慮2014年下半年來(lái)國(guó)際油價(jià)持續(xù)走低等因素，預(yù)計(jì)2015年日本LNG進(jìn)口均價(jià)可能低至7美元~10美元/百萬(wàn)英熱單位。而根據(jù)現(xiàn)有工藝測(cè)算，天然氣水合物制成天然氣的成本高達(dá)30美元~50美元/百萬(wàn)英熱單位，與進(jìn)口LNG相比毫無(wú)經(jīng)濟(jì)性可言。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省也認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)性對(duì)加快發(fā)展天然氣水合物的制約，已計(jì)劃于2018年實(shí)現(xiàn)200萬(wàn)立方英尺/日的試采產(chǎn)量，并力圖將其成本降低至16美元/百萬(wàn)英熱單位。

對(duì)全球能源市場(chǎng)的潛在影響：

●對(duì)全球天然氣水合物開發(fā)影響重大

根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)果及認(rèn)識(shí)，全球天然氣水合物資源主要集中在凍土區(qū)和深海區(qū)。其中，在美國(guó)阿拉斯加北部斜坡區(qū)、加拿大西北馬更些三角洲和我國(guó)西藏等凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)大量天然氣水合物存在證據(jù)；在美國(guó)東南近海布萊克海嶺區(qū)與西北近海卡斯凱迪亞大陸邊緣、墨西哥灣、中美海槽、危地馬拉濱海、日本南海海槽和我國(guó)東海及南海等深海區(qū)富集天然氣水合物資源。

一旦日本在減壓開發(fā)、熱力法開發(fā)和化學(xué)助劑開發(fā)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，獲得安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的開發(fā)方式并加以推廣，將對(duì)世界能源市場(chǎng)形成重大沖擊，其意義將不亞于美國(guó)“頁(yè)巖革命”成功：

首先，天然氣水合物商業(yè)化極可能改變亞太各國(guó)油氣和煤炭資源大量依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，將徹底打破現(xiàn)有的全球能源市場(chǎng)格局；

其次，天然氣水合物在全球范圍內(nèi)的推廣使用將極大豐富天然氣市場(chǎng)供給，有利于世界能源利用結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)全球能源清潔發(fā)展；

再次，天然氣水合物在全球范圍內(nèi)推廣，同樣有利于從整體上降低世界能源開發(fā)利用的成本。

●對(duì)全球天然氣市場(chǎng)發(fā)展影響重大

將大幅降低日本能源進(jìn)口

根據(jù)BP、美國(guó)能源信息署等權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前日本天然氣進(jìn)口主要通過(guò)LNG貿(mào)易的形式進(jìn)行，2014年日本進(jìn)口量1206億立方米，花費(fèi)成本約2270億美元。一旦天然氣水合物能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，將大幅降低日本LNG進(jìn)口量，并節(jié)省大量外匯。

除天然氣資源外，日本原油和煤炭同樣嚴(yán)重依賴進(jìn)口，2014年進(jìn)口量分別高達(dá)1.69億噸和1.27億噸油當(dāng)量。由于日本特別重視能源清潔利用和發(fā)展，日本大部分原油和煤炭利用都可以用天然氣替代，因此天然氣水合物商業(yè)化生產(chǎn)也可能大幅降低日本原油和煤炭等其他一次能源的進(jìn)口。

將使亞太LNG市場(chǎng)供給更加寬松

近十年來(lái)，亞太地區(qū)是全球最主要的LNG進(jìn)口市場(chǎng)，而日本則是亞太地區(qū)最大的LNG進(jìn)口國(guó)之一。因此，一旦天然氣水合物商業(yè)化生產(chǎn)成功，原先以日本為目標(biāo)市場(chǎng)的LNG出口資源將被迫轉(zhuǎn)向銷售其他國(guó)家，鄰近的中國(guó)、韓國(guó)、印度等亞太國(guó)家是其最優(yōu)化替代選擇，市場(chǎng)供給更加寬松。

將降低亞太地區(qū)LNG價(jià)格

近5年來(lái)，亞太地區(qū)LNG市場(chǎng)需求旺盛，價(jià)格居高不下。天然氣水合物商業(yè)化生產(chǎn)后，日本LNG市場(chǎng)需求將大幅降低，亞太LNG市場(chǎng)供給將更加寬松，價(jià)格將大幅降低。

將改變?nèi)毡镜哪茉吹鼐墤?zhàn)略

長(zhǎng)期以來(lái)，日本能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，特別是油氣資源須從沙特、卡塔爾、阿曼和俄羅斯等國(guó)家大量進(jìn)口。如果天然氣水合物能夠商業(yè)化生產(chǎn)，將極大改變?nèi)毡镜哪茉吹鼐墤?zhàn)略。一方面，天然氣水合物將使日本擺脫對(duì)俄羅斯油氣資源的依賴，未來(lái)或?qū)⒃谀锨u群島（日本稱北方四島）等問(wèn)題上與俄羅斯交涉時(shí)更為強(qiáng)硬；另一方面，為維持其中東油氣進(jìn)口，日本長(zhǎng)期注重維護(hù)與馬來(lái)西亞、菲律賓和越南等國(guó)的關(guān)系，天然氣水合物商業(yè)化生產(chǎn)將使日本逐步擺脫能源地緣“負(fù)擔(dān)”，可能不利于南海地區(qū)的穩(wěn)定。

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