我国实现可燃冰高效转化重大突破 甲烷制甲醇技术迈入工业化新阶段

发布日期:2025-08-21

在我国南海海域传来振奋人心的科技捷报——由中国科学院广州能源研究所牵头组建的联合攻关团队,成功研发出全球首套规模化可燃冰(天然气水合物)开采与甲烷催化转化一体化装置。这项突破性技术使海底蕴藏的甲烷气体能够实时转化为液态甲醇产品,彻底解决了困扰国际学术界多年的可燃冰开发经济性难题,标志着我国在非常规能源利用领域实现从跟跑到领跑的关键跨越。

据项目总工程师李建平介绍,传统可燃冰开采面临三大技术瓶颈:低温高压环境下的稳定性控制、长距离输送产生的能耗损失、以及终端利用效率低下。而此次研发的新型反应系统创新性地将超临界状态分析技术与纳米级催化剂相结合,在海底采矿平台直接完成甲烷到甲醇的相变过程。通过特殊设计的微通道反应器,不仅实现了98.7%的碳元素利用率,更将转化效率提升至现有工艺的3倍以上。

国家自然资源部数据显示,我国海域可燃冰预测资源量达800亿吨油当量,其中南海神狐海域已探明储量相当于400亿立方米天然气。长期以来,受制于运输成本高企和安全隐患突出等问题,这些清洁能源始终未能有效开发。新技术的应用使每立方米可燃冰的综合开发成本下降至历史最低水平,且全程碳排放较传统化石能源减少62%,为“双碳”目标达成提供全新解决方案。

中国海洋石油集团首席科学家王海峰指出,该技术突破的核心在于自主研发的HM-9型分子筛催化剂。这种具有梯度孔径分布的材料,能够在80℃低压环境下保持超高活性,其独特的表面缺陷结构可精准吸附并活化甲烷分子。配合智能化的温度压力调控系统,整套装置已通过连续1200小时工业性试验验证,各项指标均达到设计要求。

生态环境部环境规划院评估报告显示,采用此项技术后,单座标准化开采平台的年产能可满足50万辆新能源汽车的动力需求,同时减少二氧化碳排放约20万吨/年。更值得关注的是,该工艺产生的副产物仅为少量高纯度氢气,可通过配套装置实现资源化利用,真正构建起“零废弃”的绿色产业链。

目前,首套商业化示范装置已在珠海高栏港完成陆上调试,预计明年一季度投入试运行。国家能源局相关负责人透露,到2030年我国将形成年产300万吨级的甲醇生产能力,带动形成千亿级新兴产业规模。这项技术的推广应用不仅将重塑全球海洋能源开发格局,更为构建新型能源体系提供了关键技术支撑。

业内专家认为,此次突破的意义远超单纯的技术创新。它打通了从资源禀赋到产业应用的最后一公里,使曾经停留在实验室概念阶段的“未来能源”提前十年进入商业化阶段。随着配套管网建设和下游应用场景拓展,以甲醇为载体的新型储能网络有望覆盖整个粤港澳大湾区,为区域经济高质量发展注入强劲动能。