科普下什麼是可燃冰 成功開採可燃冰代表著什麼
可燃冰又叫天然氣水合物
天然氣水合物（Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate）是分佈於深海沉積物或陸域的永久凍土中，
天然氣水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃燒污染比煤、石油、天然氣都小得多，而且儲量豐富，全球儲量足夠人類使用1000年，因而被各國視為未來石油天然氣的替代能源。
天然氣水合物賦存於水深大於100-250米（兩極地區）和大於400-650米（赤道地區）的深海海底以下數百米至1000多米的沉積層內，
目前，30多個國家和地區已經進行“可燃冰”的研究與調查勘探，最近兩年開採試驗取得較大進展。
2017年5月，中國首次海域天然氣水合物（可燃冰）試采成功。
天然氣水合物是指由主體分子（水）和客體分子（甲烷、乙烷等烴類氣體，及氮氣、二氧化碳等非烴類氣體分子）在低溫（-10℃~+28℃）、高壓（1~9MPa）條件下，通過范德華力相互作用，形成的結晶狀籠形固體絡合物其中水分子借助氫鍵形成結晶網格，網格中的孔穴內充滿輕烴、重烴或非烴分子。水合物具有極強的儲載氣體能力，一個單位體積的天然氣水合物可儲載100~200倍於該體積的氣體量。
組成結構
天然氣水合物（Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate），也稱為可燃冰、甲烷水合物、甲烷冰、天然氣水合物、“籠形包合物”（Clathrate），分子式為：CH4·nH2O，現已證實分子式為CH4·8H2O。。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”(英譯為：Flammable ice）或者“固體瓦斯”和“氣冰”。形成天然氣水合物有三個基本條件：溫度、壓力和原材料。
天然氣水合物是一種白色固體物質，有極強的燃燒力，主要由水分子和烴類氣體分子（主要是甲烷）組成，它是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形結晶化合物（碳的電負性較大，在高壓下能吸引與之相近的氫原子形成氫鍵，
“天然氣水合物”，是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結晶而成的“冰塊”。“冰塊”裡甲烷占80%～99.9%，可直接點燃。可用mCH4·nH2O來表示，m代表水合物中的氣體分子，n為水合指數（也就是水分子數）。組成天然氣的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成單種或多種天然氣水合物。形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷，對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物（Methane Hydrate）。每單位晶胞內有兩個十二面體（20 個端點因此有 20 個水分子）和六個十四面體（tetrakaidecahedral）（24 個水分子）的水籠結構。其水合值（hydratation value）20 可由 MAS NMR 來求得。 甲烷氣水包合物頻譜於 275 K 和 3.1 MPa下記錄，顯示出每個籠形都反映出峰值，且氣態的甲烷也有個別的峰值。
理化性質
天然氣水合物燃燒後幾乎不產生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開採時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
天然氣水合物在海洋淺水生態圈，通常出現在深層的沉澱物結構中，或是在海床處露出。甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移，以及沉澱、結晶等作用，於上升的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在高壓下，甲烷氣水包合物在 18 °C 的溫度下仍能維持穩定。一般的甲烷氣水化合物組成為 1摩爾的甲烷及每 5.75 摩爾的水，然而這個比例取決於多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各種不同的包覆結構中。據觀測的密度大約在 0.9 g/cm³。一升的甲烷氣水包合物固體，在標準狀況下，平均包含 168 升的甲烷氣體。
1立方米的可燃冰可在常溫常壓下釋放164立方米的天然氣及0.8立方米的淡水）所以固體狀的天然氣水合物往往分佈於水深大於 300 米 以上的海底沉積物或寒冷的永久凍土中。海底天然氣水合物依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態，其分佈可以從海底到海底之下 1000 米 的範圍以內，再往深處則由於地溫升高其固體狀態遭到破壞而難以存在。
天然氣水合物從物理性質來看，天然氣水合物的密度接近並稍低於冰的密度，剪切係數、電解常數和熱傳導率均低於冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高於含氣沉積物和飽和水沉積物，中子孔隙度低於飽和水沉積物，這些差別是物探方法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。
可燃冰燃燒方程式為：
CH4·8 H2O+ 2 O2== CO2+ 10 H2O（反應條件為“點燃”）
可燃冰分子結構就像一個一個由若干水分子組成的籠子。
形成可燃冰有三個基本條件：溫度、壓力和原材料。
首先，低溫。可燃冰在0—10℃時生成，超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在2—4℃左右；
其次，高壓。可燃冰在0℃時，只需30個大氣壓即可生成，而以海洋的深度，30個大氣壓很容易保證，並且氣壓越大，水合物就越不容易分解。
最後，充足的氣源。海底的有機物沉澱，其中豐富的碳經過生物轉化，可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質，在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下，可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。
自 20 世紀 60 年代以來，人們陸續在凍土帶和海洋深處發現了一種可以燃燒的“冰”。這種“可燃冰”在地質上稱之為天然氣水合物。天然氣水合物在自然界廣泛分佈在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。在標準狀況下，一單位體積的天然氣水合物分解最多可產生164單位體積的甲烷氣體。
天然氣水合物是20世紀科學考察中發現的一種新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產生的一種固態物質，外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒，有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱，被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源。
全球天然氣水合物的儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍，具有廣闊的開發前景，美國、日本等國均已經在各自海域發現並開採出天然氣水合物，據測算，中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當量，約相當中國陸上石油、天然氣資源量總數的二分之一。
世界上海底天然氣水合物已發現的主要分佈區是大西洋海域的墨西哥灣
天然氣水合物
、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、日本南海海槽、蘇拉威西海和紐西蘭北部海域等，東太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亞濱外和秘魯海槽等，印度洋的阿曼海灣，南極的羅斯海和威德爾海，北極的巴倫支海和波弗特海，以及大陸內的黑海與裡海等。
天然氣水合物在在地球上大約有27%的陸地是可以形成天然氣水合物的潛在地區，而在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區域。已發現的天然氣水合物主要存在于北極地區的永久凍土區和世界範圍內的海底、陸坡、陸基及海溝中。由於採用的標準不同，不同機構對全世界天然氣水合物儲量的估計值差別很大。
據潛在氣體聯合會（PGC，1981）估計，永久凍土區天然氣水合物資源量為1.4×1013～3.4×1016m3，包括海洋天然氣水合物在內的資源總量為7.6×1018m3。但是，大多數人認為儲存在汽水合物中的碳至少有1×1013t，約是當前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然氣）中碳含量總和的2倍。由於天然氣水合物的非滲透性，常常可以作為其下層游離天然氣的封蓋層。因而，加上汽水合物下層的游離氣體量這種估計還可能會大些。如果能證明這些預計屬實的話，天然氣水合物將成為一種未來豐富的重要能源。
甲烷氣水包合物受限於淺層的岩石圈內（即
全球蘊藏的常規石油天然氣資源消耗巨大，很快就會枯竭。科學家的評價結果表明，僅在海底區域，可燃冰的分佈面積就達4000萬平方公里，占地球海洋總面積的 1/4。2011年，世界上已發現的可燃冰分佈區多達116處，其礦層之厚、規模之大，是常規天然氣田無法相比的。科學家估計，海底可燃冰的儲量至少夠人類使用1000年。
主要危害
天然氣水合物在給人類帶來新的能源前景的同時，對人類生存環境也提出了嚴峻的挑戰。天然氣水合物中的甲烷，其溫室效應為CO2的20倍，溫室效應造成的異常氣候和海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甲烷總量的3000倍，若有不慎，讓海底天然氣水合物中的甲烷氣逃逸到大氣中去，將產生無法想像的後果。而且固結在海底沉積物中的水合物，一旦條件變化使甲烷氣從水合物中釋出，還會改變沉積物的物理性質，極大地降低海底沉積物的工程力學特性，使海底軟化，出現大規模的海底滑坡，毀壞海底工程設施，如：海底輸電或通訊電纜和海洋石油鑽井平臺等。
天然可燃冰呈固態，不會像石油開採那樣自噴流出。如果把它從海底一塊塊搬出，在從海底到海面的運送過程中，甲烷就會揮發殆盡，同時還會給大氣造成巨大危害。為了獲取這種清潔能源，世界許多國家都在研究天然可燃冰的開採方法。科學家們認為，一旦開採技術獲得突破性進展，那麼可燃冰立刻會成為21世紀的主要能源。
這標誌著我國成為全球第一個實現了，在海域可燃冰試開採中獲得連續穩定產氣的國家。 可燃冰，是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結晶化合物，預測資源量相當於已發現煤、石油、天然氣等化石能源的兩倍以上，是世界公認的一種清潔高效的未來替代能源。 但因絕大部分埋藏於海底，所以開採難度十分巨大。專家表示，“這一次天然氣水合物的試開採成功，我們是優先搶佔了領跑和技術高地，實現了我國在天然氣水合物開發上的領跑。它將會是繼美國（引領）葉岩氣革命之後的，（由）我國引領天然氣水合物革命，將會推動整個世界能源利用格局的改變。
每單位晶胞內有兩個十二面體（20 個端點因此有 20 個水分子）和六個十四面體（tetrakaidecahedral）（24 個水分子）的水籠結構。其水合值（hydratation value）20 可由 MAS NMR 來求得。 甲烷氣水包合物頻譜於 275 K 和 3.1 MPa下記錄，顯示出每個籠形都反映出峰值，且氣態的甲烷也有個別的峰值。理化性質
天然氣水合物燃燒後幾乎不產生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開採時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
天然氣水合物在海洋淺水生態圈，通常出現在深層的沉澱物結構中，或是在海床處露出。甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移，以及沉澱、結晶等作用，於上升的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在高壓下，甲烷氣水包合物在 18 °C 的溫度下仍能維持穩定。一般的甲烷氣水化合物組成為 1摩爾的甲烷及每 5.75 摩爾的水，然而這個比例取決於多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各種不同的包覆結構中。據觀測的密度大約在 0.9 g/cm³。一升的甲烷氣水包合物固體，在標準狀況下，平均包含 168 升的甲烷氣體。
1立方米的可燃冰可在常溫常壓下釋放164立方米的天然氣及0.8立方米的淡水）所以固體狀的天然氣水合物往往分佈於水深大於 300 米 以上的海底沉積物或寒冷的永久凍土中。海底天然氣水合物依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態，其分佈可以從海底到海底之下 1000 米 的範圍以內，再往深處則由於地溫升高其固體狀態遭到破壞而難以存在。
天然氣水合物從物理性質來看，天然氣水合物的密度接近並稍低於冰的密度，剪切係數、電解常數和熱傳導率均低於冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高於含氣沉積物和飽和水沉積物，中子孔隙度低於飽和水沉積物，這些差別是物探方法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。
可燃冰燃燒方程式為：
CH4·8 H2O+ 2 O2== CO2+ 10 H2O（反應條件為“點燃”）
可燃冰分子結構就像一個一個由若干水分子組成的籠子。
形成可燃冰有三個基本條件：溫度、壓力和原材料。
首先，低溫。可燃冰在0—10℃時生成，超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在2—4℃左右；
其次，高壓。可燃冰在0℃時，只需30個大氣壓即可生成，而以海洋的深度，30個大氣壓很容易保證，並且氣壓越大，水合物就越不容易分解。
最後，充足的氣源。海底的有機物沉澱，其中豐富的碳經過生物轉化，可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質，在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下，可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。
自 20 世紀 60 年代以來，人們陸續在凍土帶和海洋深處發現了一種可以燃燒的“冰”。這種“可燃冰”在地質上稱之為天然氣水合物。天然氣水合物在自然界廣泛分佈在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。在標準狀況下，一單位體積的天然氣水合物分解最多可產生164單位體積的甲烷氣體。
天然氣水合物是20世紀科學考察中發現的一種新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產生的一種固態物質，外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒，有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱，被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源。
全球天然氣水合物的儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍，具有廣闊的開發前景，美國、日本等國均已經在各自海域發現並開採出天然氣水合物，據測算，中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當量，約相當中國陸上石油、天然氣資源量總數的二分之一。
世界上海底天然氣水合物已發現的主要分佈區是大西洋海域的墨西哥灣
天然氣水合物
、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、日本南海海槽、蘇拉威西海和紐西蘭北部海域等，東太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亞濱外和秘魯海槽等，印度洋的阿曼海灣，南極的羅斯海和威德爾海，北極的巴倫支海和波弗特海，以及大陸內的黑海與裡海等。
天然氣水合物在在地球上大約有27%的陸地是可以形成天然氣水合物的潛在地區，而在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區域。已發現的天然氣水合物主要存在于北極地區的永久凍土區和世界範圍內的海底、陸坡、陸基及海溝中。由於採用的標準不同，不同機構對全世界天然氣水合物儲量的估計值差別很大。
據潛在氣體聯合會（PGC，1981）估計，永久凍土區天然氣水合物資源量為1.4×1013～3.4×1016m3，包括海洋天然氣水合物在內的資源總量為7.6×1018m3。但是，大多數人認為儲存在汽水合物中的碳至少有1×1013t，約是當前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然氣）中碳含量總和的2倍。由於天然氣水合物的非滲透性，常常可以作為其下層游離天然氣的封蓋層。因而，加上汽水合物下層的游離氣體量這種估計還可能會大些。如果能證明這些預計屬實的話，天然氣水合物將成為一種未來豐富的重要能源。
甲烷氣水包合物受限於淺層的岩石圈內（即
全球蘊藏的常規石油天然氣資源消耗巨大，很快就會枯竭。科學家的評價結果表明，僅在海底區域，可燃冰的分佈面積就達4000萬平方公里，占地球海洋總面積的 1/4。2011年，世界上已發現的可燃冰分佈區多達116處，其礦層之厚、規模之大，是常規天然氣田無法相比的。科學家估計，海底可燃冰的儲量至少夠人類使用1000年。
主要危害
天然氣水合物在給人類帶來新的能源前景的同時，對人類生存環境也提出了嚴峻的挑戰。天然氣水合物中的甲烷，其溫室效應為CO2的20倍，溫室效應造成的異常氣候和海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甲烷總量的3000倍，若有不慎，讓海底天然氣水合物中的甲烷氣逃逸到大氣中去，將產生無法想像的後果。而且固結在海底沉積物中的水合物，一旦條件變化使甲烷氣從水合物中釋出，還會改變沉積物的物理性質，極大地降低海底沉積物的工程力學特性，使海底軟化，出現大規模的海底滑坡，毀壞海底工程設施，如：海底輸電或通訊電纜和海洋石油鑽井平臺等。
天然可燃冰呈固態，不會像石油開採那樣自噴流出。如果把它從海底一塊塊搬出，在從海底到海面的運送過程中，甲烷就會揮發殆盡，同時還會給大氣造成巨大危害。為了獲取這種清潔能源，世界許多國家都在研究天然可燃冰的開採方法。科學家們認為，一旦開採技術獲得突破性進展，那麼可燃冰立刻會成為21世紀的主要能源。
這標誌著我國成為全球第一個實現了，在海域可燃冰試開採中獲得連續穩定產氣的國家。 可燃冰，是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結晶化合物，預測資源量相當於已發現煤、石油、天然氣等化石能源的兩倍以上，是世界公認的一種清潔高效的未來替代能源。 但因絕大部分埋藏於海底，所以開採難度十分巨大。專家表示，“這一次天然氣水合物的試開採成功，我們是優先搶佔了領跑和技術高地，實現了我國在天然氣水合物開發上的領跑。它將會是繼美國（引領）葉岩氣革命之後的，（由）我國引領天然氣水合物革命，將會推動整個世界能源利用格局的改變。