臺灣西南海域蘊藏豐富的天然氣水合物

經濟部中央地質調查所新聞稿 2006/08/17


  經過二年半的調查研究,經濟部中央地質調查所證實臺灣西南部海域蘊藏豐富的天然氣水合物。綜合各項調查的資料初步估計,在10,000平方公里面積的海域海床,以水合物型式存在的天然氣應在5,000億立方公尺以上,以目前國內天然氣的年使用量70至80億立方公尺計算,足可供全台使用60年以上。這個數量未來如經更詳細的探勘證實,天然氣水合物將成為我國未來極為重要的替代能源。

  國內所擁有的天然資源並不豐富,尤其傳統化石燃料如煤、石油和天然氣等資源更是匱乏,使得國內約有97%以上的能源需求必須仰賴進口。近期油價節節高漲,波斯灣地區情勢仍然動盪不安,隨時可能爆發能源危機,嚴重影響我國產業發展與國防戰略安全性。因此,政府除宣導節約能源的重要性外,也積極尋找新的替代能源與綠色能源。

  天然氣水合物為目前國際上最受矚目的非傳統化石能源。它是一種新型態天然氣資源,為低溫高壓環境下所形成富含天然氣的冰狀物,大量賦存於極區永凍層及大陸邊緣水深500至3000公尺的海床。自然界中,它所包合的天然氣以甲烷為主,故又通稱為「甲烷水合物」。由於天然氣水合物具有分布廣、儲量大,如能開發利用,極可能成為21世紀最重要天然氣資源,因而廣受世界各國重視。

  中國石油公司在民國80年左右就已經根據海域震測資料分析發現臺灣西南海域有天然氣水合物存在的徵兆。為評估臺灣西南海域天然氣水合物的賦存潛能與特性,經濟部中央地質調查所於93年開始推動「臺灣西南海域天然氣水合物賦存區調查研究」四年期科技計畫,調查高雄-恆春外海面積約10,000平方公里之深水海域。主要目的在於瞭解該區域內海床淺部數百公尺厚的沉積物中賦存天然氣水合物的潛能及資源特性,包含分布位置、賦存型態及可能蘊藏量等。根據2年多來在該海域收集的震測資料及海洋底水與海床沉積物資料分析,顯示令人振奮的結果。綜合各項地球物理與地球化學異常指標,可證實調查區域內蘊藏有極為豐富的天然氣水合物資源。

  由震測資料剖面資料顯示,在高雄-恆春外海之水深500至2,500公尺海域,普遍有海底仿擬反射信號的出現,這個信號不但是天然氣水合物賦存的有效指標,也指示海床下天然氣水合物賦存層底部位置或厚度。而在海底仿擬反射信號出現的區域所採取的海洋底水與海床沉積物中,也發現甲烷含量高的異常現象,顯示該區域甲烷的流通量高,極有利於天然氣水合物的生成與賦存。此外,在北緯22°20',東經119°50'附近的甲烷含量異常區域,利用深海底拖海底照相探測技術,也成功拍攝到該區域水深約1,000~1,200公尺的調查區內,部分區域的海床出現有自生性碳酸鹽礁及二枚貝塚、菌叢等依賴硫為生的化學自養性生物群落的特殊現象,其硫的來源極可能為天然氣水合物解離後的產物。這些特殊現象,在國外著名的天然氣水合物賦存區,如美國的布雷克海脊或水合物海脊等處,均有出現。

  綜合目前的調查成果來看,臺灣西南海域所賦存的天然氣水合物資源,其前景極為樂觀。初步概估調查總面積約10,000平方公里範圍內,約有5,000億立方公尺以上的天然氣(以甲烷氣為主)以天然氣水合物的型態賦存在海床下厚約600公尺內的沉積物中。該儲量如果以2003年國內天然氣年消費總量為77億立方公尺來換算,約可供應臺灣使用65年。如果所蘊藏的天然氣水合物能全部開發,預估約有5兆新台幣以上之產值(以10元/立方公尺計)。

  由於以水合物存在的天然氣與傳統的天然氣田不同,且其賦存的水深在500公尺以上,不能以傳統天然氣開採的方式開發。美日等國均已投入大量資金進行開採技術的研究發展,預計在2015年左右即可進行商業開發。雖然國內對於天然氣水合物的研發起步甚晚,落後美日等先進國家有10年以上。不過國內相關單位,已開始累積天然氣水合物的研發能量,期能在國際上天然氣水合物的開發利用技術臻於成熟時,可立即與國際接軌,同步進行臺灣海域天然氣水合物之商業開發利用,以促進社會經濟發展,邁向能源自主的新紀元。



補充資料:

一、天然氣水合物的特性

  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。以甲烷水合物而言,一單位體積的天然氣水合物,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,即可自我持續燃燒直至殆盡,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」。

  天然氣水合物主要賦存於極區的永凍層與陸緣深水海域地層中。由國外的調查報告顯示,全球天然氣水合物所含的甲烷氣資源量,在標準溫壓環境下,保守估計至少有兩萬兆立方公尺,其所含有機碳總量達10兆公噸,約為目前已知全球化石燃料等能源資源之有機碳總儲量的兩倍。

二、何謂「海底仿擬反射」

  外觀類似冰塊的天然氣水合物,充填於海床沉積物的孔隙中,其賦存層的性質猶如不透水層;在適當的條件下,其下方可能封閉有游離天然氣。由於固態的天然氣水合物與氣態的游離氣之間的密度差異大,在二者的界面很容易形成強反射面,即所謂的海底仿擬反射,是指示有天然氣水合物賦存的有效徵兆之一,該反射出現的深度也可指示天然氣水合物實際賦存的底部位置。

三、天然氣水合物的研究應用

  天然氣水合物不僅是一項新型態的天然氣能源,同時也是影響全球碳循環與全球氣候變遷、海域地質災害衍生、及深水區油氣探採作業安全與油氣輸送管設施安全等因子之一。故目前國際天然氣水合物研發趨勢,主要包括資源特性、生產與利用、全球碳循環與氣候變遷及開發安全與海床穩定性等議題。另外,天然氣水合物的研發,也廣泛應用於油氣輸送管作業安全、天然氣輸送與儲存、節能、蓄冷及空調等工業用途。

四、國際研發動態

  目前日本、美國、加拿大、印度及歐盟等國家,甚至韓國和中國大陸,均已分期分年投入巨大資金與人力,大規模進行天然氣水合物的調查研究及開發與應用技術的研發。

五、深海底拖海底照相探測

  底拖海底照相探測技術,係利用海洋研究船的溫鹽儀纜線與由美國木洞海洋研究所研發的深海底拖照相系統連結,藉由船上的絞機緩慢將照相探測系統沉降到離海床上方約4~7公尺處,再開始隨著研究船的緩慢拖曳(船速約保持在0.25~0.50節),每隔10秒拍攝1張海床地貌照片。所拍攝的照片先儲存在數位相機上的記憶卡上,待底拖照相施測完畢後,再將記憶卡上的數位影像檔傳輸到電腦中,進行後續的資料處理。

  美國木洞海洋研究所研發深海底拖海底照相系統,主要設備包括水下高解析數位照相機(3.3百萬像素)、溫鹽儀、水樣採集器及沉積物採樣器、壓力深度計、電池等配件,適用水深範圍可達6000公尺,可作為海洋地質、資源、化學、生物、生態、環境等調查研究的有利工具。



新聞連結:http://www.moeacgs.gov.tw/info/view.jsp?info=201 經濟部中央地質調查所