▲中試規模天然氣水合物三維開採綜合模擬實驗系統
▲中國工程院院士張玉卓（中）參觀天然氣水合物中心
■本報記者 李潔尉 通訊員 謝舜源
隨著能源問題的日益突出，天然氣水合物（俗稱可燃冰）在全球範圍內引起廣泛關注。我國科學家對此問題的研究進行到何種程度？我國離開發可燃冰還有多長路要走？
應運而生 聚焦可燃冰
「去年我國進口原油2.8億噸，石油對外依存度達到58%。有沒有一種可以替代的能源呢？」吳能友認為這正是廣州天然氣水合物研究中心成立的目標。
中科院廣州天然氣水合物研究中心成立於2004年3月，是以中科院廣州能源所為依託，聯合中科院廣州地化所、中科院南海海洋所和中科院其他涉及水合物的研究所共建的非法人研究單元。
「中心著眼於天然氣水合物的理論研究和技術創新，經過近十年的發展，現在已經成為國內規模最大、配套設施最齊備的天然氣水合物基礎研究機構，其成果水平在國內處於領先，在國際處於先進，成為我國天然氣水合物理論研究和技術創新的核心基地之一。」作為該中心的常務副主任，吳能友侃侃而談。
建設國內最大天然氣水合物研究平臺
據介紹，作為中心依託單位的中科院廣州能源所在天然氣水合物研究領域具有較為完整的研究隊伍和平臺，該所的天然氣水合物研究中心在水合物成藏機制研究、基礎物性、開採技術和應用技術方面均建有獨立的實驗室。
自成立以來，一方面該中心加強水合物基礎研究，構建了多學科交叉、多尺度融合的基礎—成藏—開採—應用的水合物研究鏈條，先後提出水合物成核機制籠子吸附假說、成因分類和成藏系統理論，基礎研究水平處於國內領先。獲水合物方向國家基金資助項目和經費佔全國1/2，發表SCI論文數量佔全球2.23%，列世界第6位、中國第1位，3名科學家SCI論文數量排全球前10位。另一方面，該中心加強水合物實驗平臺建設，建成了國內該領域最完整實驗系統和具有國際水平的實驗平臺，自主開發了熱力學、動力學、開採和應用模擬等實驗系統和裝置20多套，特別是建立了反應釜體積118升的國內首套、國際先進水平的水合物三維開採實驗系統；根據實際資料對南海北部陸坡水合物開採方法進行了實驗模擬和數值模擬研究；先後在天然氣固態儲運、流動安全和油氣管道輸送水合物抑制、混合氣體二氧化碳分離等方面開展了實驗研究；在這一領域，廣州能源所專利數量居世界第4位、中國第1位。
記者了解到，該中心成立後對外爭取的項目數及年均項目經費均有較快的增長，特別是爭取承擔國家項目能力顯著增加，是目前國內承擔國家水合物研究項目最多的單位。僅中科院廣州能源所，在研的水合物方面國家基金就達到28項。
經過近十年的建設，中心的國際影響力不斷上升，已發展成為國內規模最大、室內實驗模擬設施最齊備的水合物基礎研究機構，成為我國水合物基礎理論和關鍵技術與方法研究的核心基地之一和國際上五個最好的水合物流動安全研究實驗室之一，對內起到了平臺、引領和支持作用，對外起到了窗口作用。
以科學理論為指導努力探索
據了解，我國擁有豐富的天然氣水合物儲藏，這是一種極為重要的戰略資源。該中心天然氣水合物開採技術與綜合利用實驗室以李小森研究員為首的科學家們設計和研製開發了國際上第一套中試規模的三維可視化天然氣水合物開採實驗模擬平臺，該系統有效體積118升，最高工作壓力30兆帕，具有可視化功能，採用聲學、光學、電學、力學、地球化學和地球物理等方法實現天然氣水合物的成藏、基礎物性測量、開採模擬以及相關地質穩定性評價等幾大功能，處於國際領先水平。在實驗過程中揭示了水合物在降壓、注熱等作用下形成／分解動力學以及開採動態特性等規律，建立了水合物開採綜合評價體系，確定了優化的水合物開採方法，為建立海上及凍土帶天然氣水合物試驗開採平臺的方案設計提供了重要依據和技術支撐。
吳能友所在的天然氣水合物成藏機制研究實驗室提出了天然氣水合物成藏系統理論，建立了南海北部神狐海域水合物成藏演化模式，同時在找礦方面他們提出的一系列方法也取得了突破。「上述成果在我兩次參與的南海北部天然氣水合物鑽探實踐中得到了驗證和應用，為我國水合物鑽探目標的優選與未來開採提供了重要支撐作用」。吳能友非常自豪。
「我們中心近年來一直圍繞南海北部的天然氣水合物勘探與開採開展基礎理論研究和開採關鍵技術研發，以理論指導實踐，目標就是實現南海北部天然氣水合物的試採。」
談到中心未來的發展目標，吳能友說，要力爭用大約10年時間成為具有世界領先水平的天然氣水合物研究中心，形成我國天然氣水合物理論研究和技術開發的國家隊。
據介紹，國家有關部委十分關注中科院在該領域的發展，中科院原院長路甬祥更是多次過問其研究進展，近年為該中心題詞：「創新探索認知規律，開發利用水合物資源。」鼓勵該中心的科技人員繼續發揮創新精神，服務國家能源需求。
管中窺豹，《中國科學報》記者從這個中心看到中國開發和利用可燃冰的前途和遠景：我們離最終開發和利用可燃冰的日子越來越近了。
《中國科學報》 (2013-09-24 第8版 平臺)