
能源新星:頁巖氣與可燃冰
今年3月11日,發生于日本宮城縣的9級強震,及其所引發的海嘯、火災與核災等復合性災害,撼動了日本國土,也牽動了全球的能源政策走向。在此事件后,世界各國紛紛重新檢討國家能源政策的走向:或提升興建中之核電廠安全標準;或強化現役核電廠的結構與核災的應變能力;或宣示非核國家的施政決心。
能源資源缺乏國家的依賴就在“棄核”、“去核”與“低碳”、“減排”的交互考慮下,德國在日本311震災后的兩個月內,即做出了“2022年將關閉德國境內所有核電廠”的決定,此外,瑞士也宣示了要對核能設施的興建,執行“永久性禁令”的決心;相對于此,核能發電占能源結構高達80%的法國,則依舊堅持擁核的路線,其它像是美國、英國、韓國、印度、中國等國家,也選擇繼續發展核電。
對于日本或臺灣而言,要達成“非核”,實非易事。然而,在氣候變遷、碳交易實施、溫室氣體排放標準日趨嚴格,且石油價格又節節攀升的形勢下,開發能兼具“環保、能源效率、安全、平價”的新能源,成了這些資源弱國“既期待又怕受傷害”的翻身王牌。
漸受矚目的能源新星─頁巖氣與可燃冰為了找尋核能的替代品,潔凈能源成為眾所關注的焦點。所謂的潔凈能源,是指在產能的過程中,不會產生污染的能源︰如太陽能、風能、地熱能、水能、生質能、海洋能等,其中又以頁巖氣、可燃冰這兩種新興能源的發展,正日益受到國際所關注。所謂的頁巖氣(Shale Gas),系指地層中以游離狀態存在于頁巖層中的天然氣。由于頁巖是淤泥沉積形成的巖石,質地堅硬,開采難度高,過往須以先進的水力壓裂技術與水平鉆井技術才能取得。在能源價格低迷時,開采頁巖氣不具經濟效益,但隨著石油、天然氣之價格飆漲,加以美國又開發出新的巖層擊碎技術,可降低頁巖氣開采成本,這項技術的突破,讓頁巖氣的開發不再是遙不可及的夢想。至于可燃冰,學名為“天然氣水合物(Gas Hydrate)”,其中甲烷占了80%~90%,故又稱“甲烷冰”或“甲烷水合物(Methane Hydrates)”,是天然氣在0℃、大于25個大氣壓,或-10℃、大于17個大氣壓力作用下,結晶而成的“冰塊”狀物質,可直接點火燃燒,且燃燒時的二氧化碳排放量,約只有煤與石油的1/2,是理想的次世代新能源。目前在日本近海、南海和俄羅斯永久凍土地帶等地,已勘查出有豐富的蘊藏量。
各顯神通的布局態勢日本震災后,日本政府為確保民生與經濟得以不受能源短缺的沖擊,計劃要于2012年開挖近海海域的“可燃冰”,并希望能在2018年前,確立開采和量產技術。日本經產省根據2003~2006年所作的調查結果,確認日本東南部靜岡縣沿岸的南海(Nankai)海域中,蘊藏豐富的可燃冰。經產省預計要在2012年的預算中編列逾100億日圓(約新臺幣37億元)預算,作為委托“石油天然瓦斯暨金屬礦物資源機構”(JOGMEC)進行實驗與研究,并希望開采出來的可燃冰,可以經由輸送管運送到陸地,供為發電與產業所需燃料。
中國攜其龐大的資源實力,積極與國際企業與機構進行交流合作,并正積極進行頁巖氣的開發規劃,期能在“十二五”期間形成資源、技術與產業的基礎,進而在“十三五”期間,能加快開發的進度。另一方面,中國雖然比先進國晚了20年才開始研究可燃冰,但近來在青海省凍土地帶已成功鉆采出可燃冰樣本,不但證實了陸域也有可燃冰的蘊藏,也同時展現了中國在資源探查技術上的實力。雖然中國目前在頁巖氣、可燃冰的開發上,還有技術、政策與產業化的局限性,但在國家強勢政策的推動下,未來的發展潛力不可小覷。
美國美國早于1997年時,就開始探勘大西洋(600558,股吧)海底的可燃冰,并于2007年在阿拉斯加山北坡鉆探出可燃冰,成為海陸雙收的可燃冰開采國。此外,由于美國過往在石油開采過程中所累積的水平鉆井、水力壓列技術相當成熟,因此近年在頁巖氣資源的取得上,也以世界大二大蘊藏國之姿,一舉由天然氣的進口大國而逐步轉換自給自足之態勢。此外,美國并同時向歐洲輸出頁巖氣開采技術,影響所及,英、法、與波蘭等國,均有相當斬獲。由于歐洲可開采的頁巖氣相當于俄羅斯天然氣儲量的25%,加上美國自給量日增,連帶也沖擊了俄羅斯的天然氣出口量與影響力。