天然氣水合物是壹種白色固體物質，外觀像冰，燃燒力強，可以作為壹種優越的能源。主要由水分子和烴類氣體分子(主要是甲烷)組成，所以也叫甲烷水合物。天然氣水合物是氣體或揮發性液體與水在壹定條件下(適宜的溫度、壓力、氣體飽和度、水礦化度、PH值等)相互作用形成的白色固體結晶物質。).壹旦溫度升高或壓力降低，甲烷氣體將逸出，固體水合物將趨於崩潰。(1立方米可燃冰在常溫常壓下可釋放164立方米天然氣和0.8立方米淡水)，所以固態天然氣水合物往往分布在水深300米以上的海底沈積物或寒冷的永久凍土中。海底天然氣水合物是依靠極厚水層的壓力來維持其固態的，其分布可以在海底到海底1000米的範圍內，在更深的地方由於地溫的升高而難以存在。
從物理性質上看，天然氣水合物的密度接近並略低於冰，剪切系數、電解常數和導熱系數均低於冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高於含氣沈積物和飽和水沈積物，中子孔隙度低於飽和水沈積物。這些差異是地球物理勘探識別天然氣水合物的理論基礎。此外，天然氣水合物的毛細管孔隙壓力較高。
可燃冰的燃燒方程
CH4·8H2O+2 O2 = = CO2+10H2O(反應條件為“點燃”)【編輯本段】可燃冰的成因是天然氣分子(烷烴)被包裹在水分子中，在海底低溫低壓下結晶而成。可燃冰的形成有三個基本條件:溫度、壓力和原料。首先，可燃冰在0℃以上可以生成，但在20℃以上就會分解。但海底溫度壹般保持在2~4℃左右；其次，在0℃下，只有30個大氣壓就可以生成可燃冰，而在海洋深處，30個大氣壓很容易保證，氣壓越大，水合物越不容易分解。最後沈積海底的有機質，其中富含的碳經過生物轉化後可以產生充足的氣源。海底地層是壹種多孔介質。在溫度、壓力和氣源的條件下，介質的縫隙中會生成可燃冰晶體。【編輯本段】可燃冰的資源。世界上大部分天然氣水合物分布在海洋中。據估計，海洋中天然氣水合物的資源量是陸地的100倍以上。據最保守的統計，全球天然氣水合物中儲存的甲烷總量約為654.38+0.8億立方米(18000× 10× 02m3)，約為1.1萬億噸(11×)。
可燃冰被西方學者稱為“21世紀能源”或“未來新能源”。截至目前，全球海相和陸相地層中已探明的“可燃冰”儲量是全球傳統化石能源(煤炭、石油、天然氣、油頁巖等)儲量的兩倍以上。)，其中海底可燃冰的儲量足夠人類使用1000年。【編輯此段】可燃冰天然氣水合物的弊端在給人類帶來新能源前景的同時，也給人類的生存環境帶來了嚴峻的挑戰。天然氣水合物中甲烷的溫室效應是CO2的20倍，溫室效應導致的異常氣候和海平面上升正威脅著人類的生存。全球海底天然氣水合物中的甲烷總量約為地球大氣中的3000倍。如果海底天然氣水合物中的甲烷不慎逸入大氣，後果不堪設想。而且壹旦條件發生變化，水合物中會釋放出甲烷氣體，也會改變沈積物的物理性質，使海底沈積物的工程力學性質大大降低，使海底軟化，引起大規模海底滑坡，破壞海底工程設施，如海底輸電或通訊電纜、海上石油鉆井平臺等。[編輯本段]來之不易的可燃冰是壹種由天然氣和水結合而成的固體化合物，形狀與冰相似。因為含有大量甲烷等可燃氣體，極易燃燒。在同等條件下，可燃冰燃燒產生的能量是煤、石油、天然氣的幾十倍，燃燒後不產生殘渣和廢氣，避免了人們最頭疼的汙染問題。科學家稱可燃冰為“未來的能源”，如果他們得到寶藏的話。
可燃冰是來之不易的寶藏，它的誕生至少要滿足三個條件:壹是溫度不能太高。溫度高於20℃就會“消失”，所以海底的溫度最適合可燃冰的形成；第二是壓力要足夠大。海底越深，壓力越大，可燃冰越穩定。三是要有甲烷氣源，海底古生物屍體的沈積物被細菌分解後會產生甲烷。因此，可燃冰分布在世界所有的海洋中。[編輯本段]可燃冰儲量和水合物儲量
研究人員已經認識到天然氣水合物廣泛存在於世界各地。地球上約27%的陸地是可以形成天然氣水合物的潛在區域，全球約90%的海洋水域也是這樣的潛在區域。天然氣水合物主要發現於北極的永久凍土區以及全世界的海床、大陸坡、陸基和海溝中。由於采用的標準不同，不同機構對世界天然氣水合物儲量的估算值差異很大。根據潛在天然氣組合估算(PGC，1981)，凍土區天然氣水合物資源量為1.4×13 ~ 3.4×1016 m3，包括海洋天然氣水合物在內的總資源量為7。但大多數人認為蒸汽水合物中儲存的碳至少有1×1.01.3t，約為所有化石燃料(包括煤、石油、天然氣)總碳含量的兩倍。由於天然氣水合物的不滲透性，常可作為其下方遊離天然氣的密封層。因此，隨著蒸汽水合物下層中遊離氣體量的增加，這壹估計值可能會更大。如果這些預測能夠被證明是真的，天然氣水合物將成為未來豐富而重要的能源。
從化學結構上看，天然氣水合物是由水分子在籠狀的多面體框架內組成，籠狀框架內含有以甲烷為主的氣體分子。不同的溫度和壓力條件有不同的多面體框架。
從物理性質上看，天然氣水合物的密度接近並略低於冰，剪切系數、電解常數和導熱系數均低於冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高於含氣沈積物和飽和水沈積物，中子孔隙度低於飽和水沈積物。這些差異是地球物理勘探識別天然氣水合物的理論基礎。此外，天然氣水合物的毛細管孔隙壓力較高。
僅已探明的儲量就比地球上的石油總儲量大幾百倍。所有這些冰都藏在世界各地450米深的海底。表面看起來像幹冰，但實際上可以燃燒。美國東南海岸有2700平方米的水合物，其中包含的可燃冰足夠供應美國70多年。其儲量估計是常規儲量的2.6倍，如果充分開發利用，可使用約100年。中國地質大學(武漢)和中南石油局第五物探大隊在藏北高原羌塘盆地開展的大規模地球物理勘探結果表明，西藏有可能成為繼塔裏木盆地之後21世紀中國第二個石油資源戰略接替區。
開采可燃冰的設想[1]
由於可燃冰在常溫常壓下不穩定，開采可燃冰的方法有:①熱解。②降壓法。③二氧化碳置換法。【編輯本段】全球發行區域多達116。據專家預測，全球常規的石油、天然氣資源消耗巨大，預計四五十年後就會枯竭。人們擔心能源危機，可燃冰就像上天賜予人類的寶藏。它年復壹年地積累，形成了綿延數千甚至數萬英裏的沈積物。僅已探明的可燃冰儲量就比世界上煤、石油和天然氣的總儲量多好幾倍。
科學家的評估結果表明，僅海底區域可燃冰的分布面積就有4000萬平方公裏，占地球海洋總面積的1/4。目前世界上已發現的可燃冰分布區多達116，其礦層厚度和規模是常規天然氣田無法比擬的。科學家估計海底可燃冰的儲量至少夠人類使用1000年。[編輯此段]不當利用會招致災難。天然可燃冰是固體，不會像石油開采那樣噴出來。如果是壹塊壹塊從海底搬出來，甲烷在從海底到海面的運輸過程中會完全蒸發，對大氣也會造成很大的危害。為了獲得這種清潔能源，世界上許多國家都在研究天然可燃冰的開采方法。科學家認為，壹旦開采技術取得突破，可燃冰將立即成為21世紀的主要能源。
相反，如果開采不當，後果絕對是災難性的。在全球變暖方面，甲烷的作用比二氧化碳大20倍；對可燃冰沈積物哪怕是最小的破壞，也足以造成大量甲烷氣體泄漏，從而造成強烈的溫室效應。此外，在大陸邊緣海岸開采可燃冰非常困難。壹旦發生井噴事故，將引發海嘯、海底滑坡、海水中毒等災害。所以可燃冰的開發利用就像壹把雙刃劍，需要小心對待。[編輯此段]世界各國競相開發可燃冰1960。前蘇聯在西伯利亞發現可燃冰，並於1969投入開發。美國於1969年開始可燃冰的調查，1998年可燃冰作為國家發展的戰略能源被列入國家長期計劃；日本從1992開始關註可燃冰，目前已基本完成周邊海域可燃冰的調查和評價。但是德國是第壹個挖出可燃冰的國家。
從2000年開始，可燃冰的研究和勘探進入高峰期，世界上至少有30個國家和地區參與其中。其中美國的方案最為完善——總統科技委員會推薦可燃冰的研發，參眾兩院也有不少人提出法案支持可燃冰的研發。目前美國每年用於可燃冰研究的財政撥款達數千萬美元。
為了開發這種新能源，在19國家的參與下，成立了深部地層海洋地質取樣聯合研究所，50名科技人員駕駛配備先進實驗設施的船，從美國東海岸出發，對海底可燃冰進行勘探。這艘可燃冰勘探專用船的七層船艙配備了先進的實驗設備。這是世界上唯壹壹艘可以在深海下采集巖石樣本的船。該船配備了實驗設備，可用於研究沈積學、古人類學、巖石學、地球化學和地球物理學。這艘特殊用途的船由德克薩斯州的壹所M大學領導，它由英國、德國、法國、日本、澳大利亞和美國的科學基金會和歐洲聯合科學基金會提供經濟援助。【編輯段】可燃冰在世界的分布。作為21世紀重要的後續能源，海底天然氣水合物及其對人類生存環境和海底工程設施的災害影響日益受到世界各國科學家和政府的關註。始於20世紀60年代的深海鉆探計劃(DSDP)和隨後的大洋鉆探計劃(ODP)在世界各大洋和海域進行了大量的深海鉆探和海洋地質地球物理勘探，在許多海底區域直接或間接發現了天然氣水合物。截至目前，世界海底天然氣水合物的主要分布區域有墨西哥灣、加勒比海、南美洲東部大陸邊緣、非洲西部大陸邊緣和美國東海岸的黑高原，以及西太平洋的白令海、鄂霍次克海、千島群島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、南海海槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域。東太平洋的中美洲海槽、加利福尼亞近海海槽和秘魯海槽，印度洋的阿曼灣，南極的羅斯海和威德爾海，北極的巴倫支海和波弗特海，大陸的黑海和裏海。
因此，自20世紀80年代以來，美國、英國、德國、加拿大和日本等發達國家投入巨資開展了國內外天然氣水合物的調查、研究和評價工作，而美國、日本、加拿大和印度等國家則制定了天然氣水合物勘探開發的國家計劃。特別是日本和印度，在天然氣水合物的勘探和開發方面處於領先地位。
2009年9月，中國地質部門宣布在青藏高原發現了壹種名為可燃冰(又稱天然氣水合物)的環保新能源，預計十年左右投入使用。這是中國首次在陸地上發現可燃冰，使中國成為繼加拿大和美國之後，第三個通過國家計劃鉆探在陸地上發現可燃冰的國家。據粗略估計，遠景資源至少為350億噸油當量。
【編輯此段】可燃冰在中國的情況作為世界上最大的發展中的海洋強國，中國的能源短缺問題十分突出。目前，我國油氣資源供需缺口較大。1993中國已經從油氣出口國轉變為凈進口國，1999年進口石油4000多萬噸，2000年進口石油近7000萬噸。預計2010石油缺口將達2億噸。因此，迫切需要開發新能源來滿足中國經濟的快速發展。海底天然氣水合物資源豐富，上遊的勘探和生產技術可以借鑒常規油氣，下遊的天然氣運輸和使用非常成熟。因此，加強天然氣水合物的調查和評價是落實黨中央、國務院確定的可持續發展戰略的重要舉措，也是發展21世紀新能源、改善能源結構、增強綜合國力和國際競爭力、保障經濟安全的重要途徑。
中國海底天然氣水合物的研究和勘探取得了壹些進展。在南海西沙海槽等海域發現了天然氣水合物的地球物理標誌BSR，說明中國海域也有天然氣水合物資源分布，值得進壹步研究。同時，青島海洋地質研究所建立了具有自主知識產權的天然氣水合物實驗室，並成功點燃天然氣水合物。[編輯此段]中國在海底發現可燃冰。2005年4月14日，中國在北京舉行了在中國地質博物館采集首批發現的天然氣水合物碳酸鹽樣品的儀式。
宣布中國首次發現世界上最大的“冷泉”碳酸鹽巖分布區，被視為“可燃冰”或天然氣水合物存在的重要證據，面積約430平方公裏。
這壹分布區是由“蘇薩風”號科考船在南海北坡由中德聯合開展的南海天然氣水合物調查中首次發現的。冷泉碳酸鹽巖的形成被認為與海底天然氣水合物系統和生活在冷泉噴口附近的化學生物群落的活動有關。本次考察期間，在南海北坡東沙群島以東海域發現了大量自生碳酸鹽巖，水深分別為550米至650米和750米至800米。海底電視觀測和電視抓鬥取樣發現，海底產生了大量管狀、煙囪狀、甜甜圈狀、板狀和塊狀的自生碳酸鹽巖，它們或單獨躺在海底，或突然從沈積物中突出。來自噴口的雙足貝殼呈點狀分散，巨大的碳酸鹽結構矗立在海底，類似於在哥斯達黎加邊緣海和美國俄勒岡州近海發現的“化學礁”，但規模更大。
“可燃冰”是壹種白色或淺灰色的固體結晶物質，外觀呈冰狀，由天然氣和水分子結合而成。由於其成分為80% ~ 99.9%的甲烷，這些碳酸鹽巖的形成和分布記錄了富甲烷流體的類型、性質、來源、強度變化及其與海底可能存在的水合物體系的關系。
中德科學家壹致建議，將自生碳酸鹽巖區最典型的構造以離工作區最近的中、港、九命名為“九龍甲烷礁”，其中“龍”代表中國，“九”代表幾個研究小組的合作。【編者按】根據戰略規劃，2006-2020年中國可燃冰的商業化發展路線將處於調查階段，2020-2030年為試生產階段，2030-2050年中國可燃冰將進入商業化生產階段。【編輯此段】日本冒險開采可燃冰可能導致海溝坍塌。如今，迫於發展需要，急於改變能源依賴他人局面的日本，將目光投向了海底沈睡的“能源晶體”——天然氣水合物，又稱“可燃冰”。(是水和天然氣在中高壓低溫下混合產生的結晶物質。看起來像冰雪，點火就能燃燒。)在日本附近平靜的太平洋水下3000英尺處，數億噸可燃冰正等待被利用。日本認為，如果這些資源能夠為日本所用，將大大改善其對中東和印尼能源進口的依賴。據初步估算，這些“可燃冰塊”可以在日本使用14年。但在開發這些未知資源的同時，有壹個關鍵問題必須處理:環境保護。
日本和加拿大合作開采“可燃冰”
在距離本州島海岸30英裏處，科學家發現了壹條儲量驚人的海溝:海溝中的甲烷呈晶體狀，厚約500米，總量達40萬億立方米。這個儲量雖然比不上沙特或者俄羅斯的石油資源，但是足夠日本用壹段時間了。日本科學家對這壹結果感到非常興奮，他們表示將盡快拿出合適的計劃來開采這些被遺忘的資源。
與日本相比，擁有廣闊海洋資源的加拿大在這方面可以說是先行壹步。他們通常采用“降壓”的方法來開采這種冰凍資源，即先在冰層上打許多很深的洞，然後使用大量的水泵來降低鉆井帶來的沈重壓力，使有用的甲烷氣體從海水中分離出來，慢慢漂浮到便於人類提取的深度。來自日本和加拿大的科學家決定合作，用這種最有效的方法來開發本州島附近海域的資源。
日本政府很快同意了這種開采方式。第壹次演習於今年4月完成，其余的測試將於2008年初完成。
采礦業面臨許多未知的威脅。
除了巨大的能源，還有許多無形的危險在向日本招手。比如“降壓”法的第三步，降壓使大量甲烷氣體緩慢漂浮在海面上，這些溫室氣體會對全球氣溫產生什麽影響還是未知數。日本政府也表示，他們壹直非常重視環保，絕不會為了能源而犧牲環境。為了以防萬壹，他們已經安排了許多初步測試。
這在成功挖掘後還是壹個顧慮，在挖掘過程中還有很多未知的威脅。科學家提醒日本政府警惕海底海溝在開采過程中坍塌。看似平靜的海洋下正在發生什麽變化，人們還沒有完全弄明白。如果在開采中不慎造成目標海溝坍塌或類似泥石流的災難，不僅會給開采國帶來巨大的人力和財力損失，還會讓世界擔心從中泄漏出大量溫室氣體。
此外，在海底大規模鉆探和安裝各種設備，無疑會讓魚類遠離海岸，靠海為生的漁民收入自然會受到很大影響。日本漁民表達了這樣的擔憂。