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日本天然氣水合物研究機構巡禮

2007/11/05 經濟部能源局 點閱人次: 242

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▓撰文╱攝影:邱瑞焜

2007年以來,韓國、印度、中國等都積極在各自的經濟海域內進行天然氣水合物的鑽探工作,加上日本、美國、加拿大等國很早就開始進行相關的研究,在高油價的現今,似乎興起了一股天然氣水合物的開發熱潮。而亞洲最早投入相關研究的日本,到底有哪些主要的研究機構,本文將一一介紹。

隨著國際油價不斷的上漲,各國政府也積極開發新能源,以因應未來的能源需求。而天然氣水合物(Gas Hydrate)是被大家公認極具潛力的新能源之一,在各國科學家的努力研究下,近年來有相當大的進展。亞洲各國由於先天資源缺乏,每年都要從中東進口大量的原油及天然氣,所以對於開發本國經濟海域內的天然氣資源都很有興趣。目前日本、中國、韓國都已經成功地從海底採集到實體樣本,這對達成在2015年商業開發的目標有很大的加分效果。而在亞洲國家中最早投入天然氣水合物研究的日本,有一些相關的石油公司和研究機構已經有非常好的成果,值得學習。以下介紹東京大學理學部地球及行星科學系與日本地質調查綜合中心在天然氣水合物研究上的情況。

亞洲最頂尖的東京大學

日本東京大學(the University of Tokyo, UT)是國際上首屈一指的研究型大學,也是日本最有名的大學,每年都會獲得龐大的經費以及招收日本最優秀的研究人員。近年來東京大學理學部的一些教授及研究人員,非常積極的投入天然氣水合物的分析與調查研究,其中以地球及行星科學系教授松本良最為知名。他們主要的研究項目包括:利用地球物理方法調查天然氣水合物在海域沈積物分布情形,並探討其組成物質的性質;天然氣水合物在海洋沈積物中氣化機制及所伴隨的地質現象,並探討對周圍海洋生物棲息環境的改變與衝擊;估算沈積物中天然氣水合物的潛藏量等等。而東京大學現階段的研究區域是以日本海東緣海域為主。

據筆者實地造訪經驗,東大的研究環境相當優質,各項軟硬體設備一應俱全。譬如以用來觀察天然氣水合物晶體結構的電子顯微鏡為例,筆者參訪的東京大學理學部,在同一棟建築物內就有好幾套不同功能的電子顯微鏡。但如果要在臺灣做相同研究,情況則大大不同,因為國內研究型大學可能一個系只有一套,儀器四處分散,而且都是屬於各校貴重儀器中心的財產,而在其他教學型大學,甚至一整個學校才有一套。在研究工具充分支援的情況下,東大能夠在天然氣水合物領域發表數十篇學術論文,在國際上占有一席之地,不是一種巧合。

致力資源開發的地質調查綜合中心

日本地質調查綜合中心(Geological Survey Japan, GSJ)是官方的研究機構,相當於臺灣的經濟部中央地質調查所,其成立於1882年,發展迄今有百年以上的歷史。目前GSJ隸屬於日本產業技術綜合研究所(AIST),共分成4個研究中心(深部地質環境、活斷層、地質調查情報和北海道地質聯絡室)、2個研究部門(地圈資源環境和地質情報)以及1個地質標本館。日本地質調查綜合中心主要的工作是礦物資源的調查、國土利用與規劃以及自然災害預防,他們也在海底調查方面有卓著的貢獻,並保存相當完備的地質圖及文獻資料。近幾年來該機構已投入相當多的人力在研究天然氣水合物,原因在於日本非常仰賴化石燃料,所以日本政府長久以來都在推動尋找新能源。GSJ的天然氣水合物研究項目包括在自然界中成因的探討、如何應用在工業上等等。

而GSJ最有潛力的研究主題就是利用二氧化碳來置換海床底下的天然氣,在目前全球大氣中二氧化碳濃度不斷飆高的情況下,這種作法若是能成功,將會是能源界的一大突破。因為在氣體置換的過程中不但可以降低二氧化碳的量,減緩地球暖化的速度,還能獲得人們日常生活中所需的天然氣,可謂一舉兩得。值得一提的是,地質調查綜合中心的人員都很願意分享其研究成果。例如筆者在參訪實驗室的過程中,除了從問答中瞭解他們研究的現況,更親手摸到有如雪花般的天然氣水合物標本,雖然標本是人工合成的,但是這難得的機會也讓筆者及同行參訪人員興奮不已。

臺灣與日本應持續交流合作

從亞洲其他國家不斷傳來的好消息,大家或許會好奇臺灣在天然氣水合物研究上的表現如何?其實,這幾年政府也很重視這項議題,除了經濟部不斷投入一些經費,另外,也協助國內產業界以及大專院校,在蘊藏量豐富的臺灣西南海域進行了不少研究工作,成果相當豐富。因此如果要跟其他國家一樣,從海底採集到實體樣本也是指日可待,臺灣可以說正在急起直追中。所以只要國內研究人員不斷努力以及加強與日本等先進國家的交流合作,相信開採臺灣經濟海域內的天然氣資源將不是夢。(作者為國立臺灣大學海洋所博士候選人/2007年日本交流協會暑期短期赴日參訪計畫學員)

天然氣水合物研究對臺灣的好處

據經濟部資料顯示,臺灣自2004年正式開始天然氣水合物的調查工作,調查區域位於臺灣西南外海,也就是高雄到恆春以西的深水海域。利用地球物理學、地球化學與海域地質學等資料的異常徵兆,目前保守估計在1萬平方公里的海域內,可能含有的天然氣總資源量在5千億立方公尺以上,若能全部開發生產,以國內天然氣每年使用100億立方公尺來估算,至少可以供國內使用50年,所以天然氣水合物研究是很重要的能源探勘工作。


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