繼2017年我國首次成功開采可燃冰之后，可燃冰的開采利用就仿佛陷入沉寂。將近三年之后，我國的可燃冰開采終于傳來新消息。日前，自然資源部宣布，我國成功進(jìn)行了海域可燃冰第二輪試采。從2月17日到3月18日，本次試采連續(xù)產(chǎn)氣30天，水平井鉆采技術(shù)首次運(yùn)用于海域可燃冰試采就獲得大成功，創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量最大、日均產(chǎn)氣量最高”兩項(xiàng)世界紀(jì)錄。
 　　可燃冰即天然氣水合物，是在高壓低溫下由天然氣和水形成的結(jié)晶狀固體物質(zhì)。其中水分子通過氫鍵作用形成結(jié)晶網(wǎng)格，包裹了大量甲烷、乙烷等可燃性氣體。天然氣水合物外觀像冰，但是又可以燃燒，因此被稱為可燃冰。
 　　可燃冰具有非常強(qiáng)的儲(chǔ)載氣體的能力，1立方米的可燃冰儲(chǔ)存的氣體體積大約為150～164立方米?？扇急馁Y源量非常豐富，據(jù)估計(jì)，全球可燃冰中蘊(yùn)含的碳總量約為石油、天然氣等化石能源碳總量的兩倍，而且主要成分為甲烷，燃燒后對環(huán)境的影響比煤和石油小得多。因此可燃冰已經(jīng)成為能源工業(yè)的研究重點(diǎn)，被視為石油和天然氣的替代能源。
 　　然而可燃冰主要分布在深海沉積物或者永久凍土中，開采難度很大，至今無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。目前除了我國，只有美國、加拿大、日本等幾個(gè)國家進(jìn)行了開采可燃冰的嘗試?？扇急c石油、煤炭和天然氣不同，無法直接開采，只能通過外力使可燃冰在儲(chǔ)藏地原位分解，產(chǎn)生流動(dòng)的氣體和水之后再進(jìn)行開采。而且開采過程中很容易出現(xiàn)地層失穩(wěn)、大面積出砂等問題，無法長期開采，效率也很低。
 　　由于可燃冰巨大的能源應(yīng)用潛力以及困難重重的開采問題，可燃冰研究一直是國家能源戰(zhàn)略的重要一部分。而可燃冰的研究對儀器行業(yè)來說，也是一次開辟新市場的機(jī)遇。在可燃冰研究中，儀器在兩個(gè)方面有著重要的應(yīng)用——可燃冰的實(shí)驗(yàn)室研究與可燃冰的實(shí)際勘探開采。
 　　2015年，自然資源部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正式投入運(yùn)行。除了核磁共振譜儀、X射線衍射儀、激光拉曼光譜、低溫掃描電子顯微鏡等通用的儀器設(shè)備之外，實(shí)驗(yàn)室中更多的是近年來自主研發(fā)的可燃冰研究系統(tǒng)。由于很多研究項(xiàng)目沒有現(xiàn)成儀器，研究團(tuán)隊(duì)只能根據(jù)需要自行研發(fā)。截至2019年，研究團(tuán)隊(duì)已取得了100余項(xiàng)可燃冰的國家專利授權(quán)、5項(xiàng)國際專利。其中包括海洋天然氣水合物分解區(qū)砂粒微觀運(yùn)移過程室內(nèi)試驗(yàn)方法及裝置、含水合物沉積物出砂過程模擬專用反應(yīng)釜及其測試方法等。雖然這些可燃冰研究專用儀器目前僅在天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用，但隨著可燃冰研究的擴(kuò)大，相信這些儀器設(shè)備將得到更大的應(yīng)用。
 　　可燃冰的勘探與開采也離不開儀器設(shè)備。深海沉積物中的可燃冰可以通過海底甲烷滲漏、特殊的海底生物以及特定的多波束特征等標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別判定。除了多波束測深、深水側(cè)掃聲納等常規(guī)的海底勘探設(shè)備外，可燃冰探測儀器還有利用甲烷氣體進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前較常見的有深海甲烷原位探測系統(tǒng)、深海氣體分析儀等。可燃冰開采之前必須通過探測確定開采地點(diǎn)，我國的海域可燃冰蘊(yùn)藏量豐富，這就意味著一旦可燃冰可以進(jìn)行穩(wěn)定開采，探測儀器的需求量將會(huì)非常大。
 　　雖然現(xiàn)在我國的可燃冰開發(fā)只進(jìn)行到第二輪試采，但由于可燃冰的應(yīng)用前景，關(guān)于可燃冰的勘探開采技術(shù)以及可燃冰本身的研究還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。對儀器行業(yè)來說，可燃冰帶來的龐大市場雖然現(xiàn)在還沒有到來，但是也不會(huì)太遠(yuǎn)了。
 　　編輯點(diǎn)評：可燃冰資源密度高、全球資源分布廣泛，具有很高的資源價(jià)值，但因其在常溫常壓下不穩(wěn)定，一定程度上影響了開采與開發(fā)程度。得益于儀器設(shè)備的幫助，日前我國對可燃冰試采成功，雖然這只是從探索性試采到試驗(yàn)性試采，但這也表明了我國的可燃冰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程向前邁進(jìn)了關(guān)鍵一步。之后，我國將繼續(xù)加強(qiáng)資源勘查，相信這一高效清潔能源能早日服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。