什麼是“可燃冰”
我們知道冰是什麼，冰是由於水在低溫下凝固形成的。那麼可燃冰和水又有關係嗎？為什麼這種冰就可以燃燒呢？
可燃冰其實是一種天然氣的水合物，化學式表示為CH4•8H2O，其廣泛佈於深海沉積物及陸地永久凍土層中，是天然氣與水在高壓低溫狀態下形成的一種固體結晶狀物體，外表如同冰雪，故被稱之為“可燃冰”。這種“可燃的冰塊”其主要成分是甲烷，燃燒後能夠釋放少量的二氧化碳及水，汙染比現有的化石能源要小很多，但能量是現有化石能源的數十倍。因此，可燃冰被視為是一種新型的高效清潔能源，也被視為是解決人類能源危機的基本能源樣態。
可燃冰
可燃冰作為一種固體狀的結晶物質，1778 年被英國化學家普德斯特里首次發現，但是這次科學發現並沒有引起人們的重視。其中的原因是多方面的，主要是當時的技術條件不成熟，而且化石能源產業化開採的歷史並不長，人們對於這種新的能源形態沒有太多的需求與認知。人們的這種認知狀態持續到 1960年，當時的蘇聯在西伯利亞西部凍土區域發現了可燃冰，鑑於當時的國際冷戰局勢，這一發現立即引起歐美髮達國家的關注，並相繼開展對可燃冰的研究和勘探工作。截至今天，世界上已有 100 多個國家和地區發現了可燃冰，有 30 多個國家和地區投入了大量的人財物力對其進行研究。
可燃冰的原子結構
可燃冰是如何形成的
“可燃冰”生存的地方是一片嚴寒，溫度在０℃以下，那裡的壓力經常高達30MPa，相當於一個人要承受三百餘個人的重量。為了應對這種極端苛刻環境的挑戰，水分子手拉手連在一起，創造一個安全的環境，為它們的核心部分———甲烷等氣體築起一間形狀像籠子一樣的安全房屋，供其居住，保障天然氣水合物的生存和成長。並且，漫長的時間使得天然氣水合物早已習慣了苛刻的生活條件，對環境變化十分敏感，當溫度升高或壓力降低時，天然氣所受到的束縛就會被解除，甲烷等氣體便會走出臥室，來到廣闊的世界，恢復它本來的模樣。
單個可燃冰結構
可燃冰形成必須是在低溫高壓狀態下，其溫度必須滿足在0～10 ℃，超過 20 ℃時易分解；壓力需大於 10 MPa，在 0 ℃時，30 個以上標準大氣壓才可能形成；充足的氣、水是必要條件，而一定的空隙結構則是其生長條件。
據勘測研究發現，可燃冰主要存在於凍土地區和海洋環境（深海和淺海環境均有）。 98%在海洋環境，2%在凍土地區。而已發現的可燃冰大多存在於陸地上的永久凍土區及陸地邊緣的海底深層砂礫中。就全球而言，可燃冰主要儲存於海底之下 0～1500 m的鬆散沉積岩中。
世界可燃冰發展前景
可燃冰的得到研究重視是在1960年，當時的蘇聯在西伯利亞西部凍土區域發現了可燃冰，鑑於當時的國際冷戰局勢，這一發現立即引起歐美髮達國家的關注，並相繼開展對可燃冰的研究和勘探工作。截至今天，世界上已有 100 多個國家和地區發現了可燃冰，有 30 多個國家和地區投入了大量的人財物力對其進行研究。
國際能源組織（IEA）提供的數據顯示，目前全球探明的化石能源其含有的有機碳含量約為 5 萬億噸，而已經探明的可燃冰中含有的有機碳含量約為 10 萬億噸。在陸地區域，大約有 27% ～ 30% 的地域是可以形成可燃冰的潛在區域，在海洋水域中有 90% 以上的區域存在可燃冰。而目前能夠探明到的全球可燃冰分佈面積僅佔海洋區域的 10%、陸地區域的 1% 而已，即使是這樣的一部分探明儲量，其儲量也是當前全球天然氣儲量的 130 倍。如果未來能夠繼續勘探，可燃冰的儲量及有機碳含量勢必是驚人的，據 IEA 估算，僅海洋區域裡存在的可燃冰至少能夠滿足人們按照現在的能源消費模式來使用 1 000 年。
可燃冰分佈
全球可燃冰主要分佈在西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本南海海槽、四國海槽、南海海槽、蘇拉威西海、韓國鬱龍盆地、新西蘭北島，大西洋海域的布萊克海臺、墨西哥灣、加勒比海、南美東海岸外陸緣、非洲西西海岸海域，東太平洋海域的中美海槽、北加利福尼亞—俄勒岡濱外、秘魯海槽，印度洋的阿曼海灣，北極的巴倫支海和波弗特海，南極的羅斯海和威德爾海以及黑海和裡海等。
美國、俄羅斯、加拿大、荷蘭、日本、印度等國對可燃冰勘探的目標和範圍含蓋了幾乎所有的海洋陸緣重要潛在區域和高緯度極地永久凍土帶及南極大陸陸緣地區，相繼將制定的詳細發展路線圖納入國家能源中長期發展規劃，依靠地震勘探已探明北極地區有大量正在形成的可燃冰。
可燃冰開採所面臨的問題
1.勘探技術有待完善
目前還沒有一種理論可以科學全面合理地解釋可燃冰形成的機理和完整的勘探開發理論體系，鑽完井技術處於探索階段，勘探開發關鍵技術、輸送技術、儲存技術等瓶頸需要攻克，高效、經濟的商業化開採方法的突破還有很長一段距離。
2.可燃冰開採是否引發溫室效應
科學家們研究表明，已探明的全球可燃冰中CH4總量大致是大氣中CH4的 3 000~5 000 倍，1%的可燃冰釋放出來，與過去人為釋放的約 36×10∧8t 的甲烷碳相當。作為短期溫室氣體，CH4比CO2所產生的溫室效應大21倍，其後果將不堪設想。可燃冰礦藏即使微小的破壞，甚至自然破壞，將導致CH4氣體大量散失。可燃冰商業化開發，從開採技術出發更重要的是如何保證井底穩定、CH4氣體不洩漏、不引發溫室效應、不破壞生態環境等一系列的環境問題。
3.可燃冰的環境生物效應
開採相對穩定的海底可燃冰時，釋放的流體沿泥火山、構造面或沉積物裂隙向上運移和排放，形成海底冷泉，海底冷泉及其所支持的生態系統將被打破；物質之間的化學反應所引起的洩漏流體、自生礦物的特徵和形成以及周圍海水環境也將發生改變。
4.開採成本偏高
相對於傳統能源，“可燃冰”的開採面臨一系列的困難，由於可燃冰本身存在的條件比較惡劣，技術不太成熟，導致開採的成本相對較高，對於可燃冰的開採有待進一步研究。
總結
雖然我國可燃冰的開採技術才剛剛起步，但隨著南海試採成功，我國對可燃冰的開採技術也得到了進一步提高，相信在政策法規的不斷健全，理論與技術日益改善下，達到可燃冰工業規模與商業化開採將指日可待。同時可燃冰商業化開採面臨的開採成本、溫室效應、地質災害、環境效應等問題應謹慎對待。“資源需求”和“環境安全”之間需要統籌考慮，既要保護人類賴以生存的環境，又要讓可燃冰資源持續造福子孫。
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