2021年是我國“十四五”開局的一年，目前，全國各行各業正在齊心協力為“十四五”目標的實現努力奮斗。“十四五”能源的發展，首先要按照中共中央五中全會提出的“立足新階段、貫徹新理念、構建新格局” 的要求，在貫徹綠色發展新理念的指引下，加大清潔能源的供應，加快綠色新能源的發展，推動油氣能源的轉型，助力我國早日實現“雙碳(碳達峰、碳中和)”目標。為此，我國中海油已經制訂了相應的“十四五”規劃，正在實施。筆者圍繞我國海洋油氣能源的轉型問題，提出了一些粗淺觀點。
 
海洋油氣能源的轉型的必要性
 
為了實現《巴黎協定》凈零排放這一目標，當前，全球能源體系正在加速向煤炭、石油、天然氣和新能源“四分天下”的多元格局變革。因此，近年來，能源轉型、綠色低碳發展已經成為不可阻擋的全球趨勢。“碳達峰”就是我國承諾在2030年前，二氧化碳的排放不再增長，達到峰值，然后再慢慢減下去；而到2060年，要通過植樹、造林、節能減排等各種措施，將排放的二氧化碳全部抵消掉，實現“碳中和”。在近期的聯合國《巴黎協定》峰會上，我國還又做出了新承諾，承諾在2030年將國內二氧化碳排放比2005年下降65% 。為此，2020年中央經濟工作會議確定將做好“碳達峰”、“碳中和”列為2021年八項重點任務之一。因此，在我國承諾的“碳達峰”、“碳中和”及碳排放下降65%的驅動下，我國海洋油氣能源與時俱進、及時轉型己成為大勢所趨，勢在必行。
 
實現雙碳目標需要大力發展天然氣
 
天然氣作為一種高效、低碳、清潔的化石能源，已經在很多使用能源領域開始替代煤炭和石油，它是向新能源體系過渡的重要橋梁和推動能源轉型的現實選擇。其中，憑借易于運輸、主體多元、靈活性強、安全高效等優勢，液化天然氣LNG已逐漸成為最活躍的天然氣供應形式。因此，展望未來，在確保石油產量的前提下，海洋油氣要大力發展天然氣及液化天然氣。從中海油來看，“十三五”期間，大力發展天然氣產業，目前已成為我國第二大天然氣供應商，并形成了以勘探開發海上天然氣資源和從國際市場進口液化天然氣資源“兩條腿走路”的清潔能源穩定供應模式。
 
“工欲善其事，必先利其器”。大力加快發展天然氣及液化天然氣，必須備齊先進的關鍵裝備。首先要有先進的深水浮式生產儲運平臺，據預測我國南海天然氣總地質資源量約16萬億立方米，占我國油氣總資源量的三分之一，其中70%蘊藏于153.7萬平方公里的深海，但尚未得到有效開發。因此，加快發展天然氣，要“向深水進軍”就必須要有深水浮式生產儲運平臺。南海我國首個1500米深水陵水17-2大氣田采用的我國首座自主研發建造的日產天然氣1000萬立方米、年產氣30億立方米的“深海一號”能源站，就是這種先進裝備，今后“十四五”還要進一步改善增建。鑒于國外開發深水油氣田廣泛采用半潛式生產平臺+水下生產系統模式，因此今后我國開發繼陵水17-2大氣田之后新發現的陵水 25-1和我國首個超深水陵水18-1 等一批中海油“十四五” 海上天然氣增產的主力深水大氣田，均應與陵水17-2氣田一樣采用水下生產系統。這又給尚未能全套自主設計建造的我國海洋油氣裝備制造業，提出了高質量研制全套水下生產系統新裝備的挑戰。
 
圖1  “深海一號”能源站            
 
圖2  深水水下生產系統
 
渤海的配備有深井鉆機的自升式鉆井平臺也需要考慮。因為“十三五”期間渤海向深層勘探，首次發現了天然氣資源量達千億立方米的渤中19-6大型氣田，擬在“十四五”大力開發，但是渤海中部天然氣埋藏深度極深，最深達8000米，而目前使用的渤海9號鉆井平臺的鉆機的可鉆深度只達 6000米，不能滿足要求。另外，從戰略上考慮，未雨綢繆，為了將來開發遠距大陸上千公里的南沙群島資源豐富的大氣田時，采用就地將天然氣液化便于裝船長途運輸的浮式天然氣液化船(FLNG) ，我國尚屬空白，也需要及早著手研制。FLNG是集成天然氣產出、處理、液化、儲運于一體的浮船。目前，全球已有四艘投產。還有一種適船于遠距離非管輸的天然氣運輸船，它是將天然氣壓縮到十幾到二十幾兆帕壓力，用容器在常溫或低溫下儲存，直接將容器放在船上運輸，故稱之為FCNG。這種模式因其具備占地少、機動靈活，“宜儲、宜輸”的優勢，故而是天然氣液態儲運方式的有力補充，它可供氣到管線不能到達的地方，與沿海用戶“門對門”服務。總之，為了大力加快發展天然氣及液化天然氣，上述關鍵裝備均需考慮。
 
圖3  國外的FLNG
 
圖4  國外的立式長柱型容器的FCNG船    
 
大力發展海上風電
 
風能取之不盡，用之不竭，而且是清潔能源。它通過風機轉換成為電能，即稱為風力發電，是一種具有廣闊前景的新能源。而海上風速、風力穩定，且不存在征地問題，更有利于發展風電，較之陸上風電獨具優勢。因此，發展海上風力發電是目前國內外開拓新能源的“熱點”之一。海上風機的機座，無論是近海淺水的固定基礎，還是遠海深水的浮動平臺，對它們的設計、建造、運輸、安裝等方面，海洋石油行業多年來積累的海洋工程豐富經驗，均可適用，具有獨特的優勢，故而發揮海洋石油行業優勢發展風力發電，應是我國海洋油氣向新能源轉型的首選。全球海上遠海深水風電資源儲備量超過8200GW，是近海淺水儲備量的2倍有余。
預計至2030年，全球遠海深水浮式風電裝機容量有望達到30GW。我國國家氣候中心預測，我國遠海深水風資源總量約10億千瓦，相當于兩倍的近海淺水風資源，發展潛力巨大，這又為我國今后加快發展海上風電，賦予了有利資源條件。我國風機累計裝機容量已超過3億千瓦，成為繼火電、水電之后第三大主力電源，其裝機容量已經連續十年在全球排名第一。
另外，我國還擁有強大的風機裝備制造產業，目前全球排名前十位的風電裝備企業中，我國就占據了六位，我國制造的大型風力發電裝備已經供給全球六大洲的40多個國家應用。顯然，強大的我國的風力發電裝備制造業是發展風電能源的有力后盾，它與海洋石油行業的海洋工程優勢的完美結合，將更會助力加快發展海上風電能源。綜合上述。不難看出，海洋油氣能源向發展風電能源轉型已“萬事俱備”。據此，中國海油制訂的“綠色發展行動計劃”中，鮮明地提出了在“十四五”期間，要充分發揮海洋石油行業優勢，加快建設海上風電產業，積極推進從傳統油氣向新能源的跨越，“刮起了東風”。
 
圖5近海淺水導管架式機座基礎的風電場
 
圖6遠海深水半潛式平臺的機座基礎的風電場   
 
遠海深水風電，因水深，必須采用浮動式機座基礎，普遍常用的是半潛式平臺，相對淺水投資增加、施工困難、輸電不便。顯然，淺水的導管架和深水的半潛式平臺都是海洋石油工程企業的強項，而機座基礎上面安裝的由漿葉、塔柱、齒輪箱、發電機等組成的風力發電裝備則是“中國制造”的強項，再加上通往風電場中匯集點及輸往大陸入網的水下電纜工程，更是海洋石油行業的海底管線工程企業的強項，無疑地海洋石油行業轉型發展海上風電產業非常適合。
 
積極促進可燃冰的商業化生產
 
我國最早在1999年發現南海存在可燃冰，其后，中國地質調查局及廣東海洋地質調查局與有關方面通力合作，經充分地質調查及科研，于2017年5月和2020年3月在南海北部水深1266米的神狐海域，進行了兩輪成功試采，自海底下200米處，采出了可燃冰。其中，第二輪試采自2020年2月17日持續至3月18日一個月，共產氣總量86.14萬立方米、日均產氣量2.87萬立方米，是第一輪試采60天產氣總量的2.8倍。產氣總量和日均產氣量都創造了新的世界記錄。
 
可燃冰的特點首先是能量高，它的能量密度高于同等體積的天然氣、煤炭、燃油、液化氣等，是常規天然氣的2~5 倍，煤的10 倍。其次是儲量大，全世界可燃冰總資源量大約相當于全球已知煤、石油和天然氣總資源量的2倍，我國現有可燃冰儲量相當于1000多億噸石油。南海海域可燃冰儲量相當于680億噸石油，約為中國陸上油氣總量的1/2。再有是污染少，可燃冰燃燒以后只生成水及二氧化碳，沒有任何殘渣和其他污染物，對環境的污染比煤、石油都小，它屬于清潔能源。自上述可燃冰的特點不難看出，可燃冰商業化生產的重要戰略意義。
 
我國海上試采可燃冰，采用的是控制減壓法，其工作原理是先在海底可燃冰礦藏處鉆井，井進水后用泵抽水，水位降低對可燃冰壓力減小，從而可以有控制地將甲烷從水合物中分解出來。運用此法進行大規模商業化生產，尚有幾個挑戰的難題需要解決。第一是泥質粉砂儲層開采難。
 
圖7 我國海上試采可燃冰應用的控制減壓法工作原理
 
目前世界上已發現的可燃冰90%以上是分布于泥質粉砂地層中。由于覆蓋儲層的是沙質，很軟，在它上面鉆孔就好比是“豆腐上打鐵”，需要解決鉆井完井等一系列技術難題。另外，泥質粉砂儲層的滲透率很低，還需要解決改善儲層滲透性、提高產能、長期持續開采、防砂、舉升等一系列開采難題。第二是防止甲烷逃逸危害難 。天然氣水合物中的甲烷CH4,其溫室效應為CO2的20倍,全球海底天然氣水合物中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍，若預防不力,一旦可燃冰分解，產生的甲烷氣從海底逃逸到大氣中，即使只占它們的很小比例，也會加速全球變暖和海面上升，產生無法想象的嚴重危害。
 
因此，如何防止這種意外事故，保障安全這個難題需要解決。第三是防止突發地質災害難。可燃冰在海底穩定性較差，一旦汽化，若是瞬間融化，則如同爆炸一樣，“封存”它的海底沉積物會立即失去穩定，不僅對海底通信電纜和開采平臺以及科學儀器等造成破壞，而且還會造成大陸架邊緣動蕩,從而引發海底滑坡和塌方，甚至導致大規模海嘯等嚴重地質災害，如何防止，也是個很大難題需要解決。第四是降低產品開發成本難。美國資料顯示，目前可燃冰開采成本平均高達每立方米200美元，即使按照1立方米的可燃冰可以轉化成164立方米的天然氣來換算，可燃冰的成本也高于常規天然氣的成本。因此，開發成本過高已成為制約可燃冰啇業化的一個重要因素，必須從多方面研究解決。
 
筆者認為，盡管漫長的路要走、艱巨的困難要克服，再大的挑戰，也一定要堅定信心，繼續發揚勇攀世界科技高峰的精神，為高質量實現可燃冰的啇業化生產而努力奮斗。可燃冰商業化大致可分為理論研究與模擬試驗、探索性試采、試驗性試采、生產性試采、商業開采五個階段。我國第二輪海上試采屬于試驗性試采，第二輪成功試采結果表明，我國的可燃冰商業化開采可望在2030年前實現，這將使我國可燃冰的商業化開發生產時間大大提前。為了加快推進可燃冰商業化生產進程，“十四五”期間，要進一步加大資源調查力度、提供出2個至4個大型資源基地，還要突出環境保護及安全保障開展生產性試采，任重而道遠。堅信在我國有關方面下定決心積極促進共同努力之下，我國加快可燃冰商業化開采的目標一定會勝利實現，再創輝煌！