2014年10月12日 星期日

能源救星?天然氣水合物的探勘與挑戰

前陣子,有參選人提出如果台北噴石油的舉例言論,被許多鄉民嘲諷,因為台北突然噴石油的可能性實在太低了。

石油需經由古代有機物漫長的壓密作用和加熱後逐漸形成,然而台灣的沉積層地質年代還太年經,即使以目前所發現石油生成最近的地質年代-距今約7000萬年前的新生代,和生成不過只有幾百萬年歷史的台灣島比起來還有一大段距離,因此在台灣不大可能發現石油的存在。

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然而,隨著能源需求的攀升,全球原油產出的遞減,開始有了尋找其他替代能源的可能,其中,天然氣水合物(甲烷水合物),便成為下一個替代能源的新秀。

天然氣水合物
Source: 
http://theenergycollective.com


天然氣水合物的外觀與性質類似冰塊,但具有巨大的儲氣能力,也稱氣體水合物(gas hydrate),在常溫常壓下,可以釋放出150-170單位體積的甲烷氣。一旦有火源將它點燃,就可以自己持續燃燒到完,形成冰火或水冰火共存的特異現象,故也俗稱天然氣水合物為「可燃冰」或「甲烷冰」

石油最主要用途是用作燃料,而天然氣水合物同樣具有易燃燒的特性,且燃燒後只產生少量的二氧化碳和水,汙染比傳統能源小很多,因此被視為未來能源的重要選項。

天然氣水合物的形成,需要低溫、高壓,以及大量的甲烷來源,才可能讓甲烷溶於水中的量遠超過正常溶解度。而台灣西南海域(高雄、台南外海)的水深大於 500公尺,且富含有機質,恰好正具備天然氣水合物生成的條件,依照目前探勘的結果,也確實發現有大量天然氣水合物的分布。

然而天然氣水合物位於深海,開採所需成本更高,而底下所擁有的產量是否符合當前工程技術上開採的成本是目前各國對於天然氣水合物開採與否最主要的問題,因此除了使用海上震測探勘去找出能辨識賦存天然氣水合物於海床下地層特徵的海底仿擬反射Bottom Simulation Reflector,簡稱BSR)分布,近年來更進一步使用水下自主式無人載具(Autonomous underwater vehicle,簡稱AUV)來調查天然氣水合物於海床上可能滲漏的位置與形貌特徵,來幫助我們得到更準確的證據去評估其特性以便未來鑽井時的需要。

天然水合物探勘示意圖
Source: 新能源虛擬博物館 www.kepu.net.cn


筆者認為,新興能源議題從過去五十年到未來五十年都會是個全球不可忽視的夯議題,各國都依照其天然資源的特性來找尋發展各式各樣可替代的能源,即使天然氣水合物到正式開採使用前勢必仍要投注不少的研究經費去研究,但四面環海的台灣,能在周圍海域發現天然氣水合物,要感謝許多學者研究人員數十年來的努力研究找尋,這是台灣獨特擁有的寶藏,應更進一步去研究評估當中的價值。

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作者:張芯堞,台大海研所海洋地質及地球物理組碩士
校正:陳姿婷,台大海研所海洋地質及地球物理組博士生
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