海底“可燃冰”是什么？
冰是透明的水冻结而成的，很常见。然而世界上还有一种冰，人们对它所知甚少，它就是“可燃冰”。可燃冰还有另一个名字，叫做“天然气水合物”。
可燃冰的发现早在20世纪30年代
“可燃冰”三个字道破了它的用途——可以燃烧，它是继煤、石油和天然气后，人类发现的又一种新型的能源。就外表而言，它酷似冰，是一种透明的结晶。中国科学院汪品先院士曾在接受《科技日报》记者的采访时介绍，可燃冰的发现早在20世纪30年代。当年，人们发现天然气输气管道内形成白色冰状固体填积物，这种天然气水合物给天然气输送带来很大麻烦，石油地质学家和化学家便对如何消除这种天然气水合物进行了研究。20世纪60年代前，前苏联在开发麦索亚哈气田时，在地层中也发现了这种气体水合物，这时人们才开始把气体水合物作为一种燃料能源来研究。此后不久，西伯利亚、北斯洛普、墨西哥湾、日本海和印度湾等地方相继发现了天然气水合物。人们意识到，天然气水合物是一种全球分布的潜在能源，于是掀起了20世纪70年代以来的天然气水合物研究热潮。这种天然气水合物就是可燃冰。
可燃冰的形成有三个条件，首先是温度不能太高；第二是压力要够，但不需太大，0℃时，30个大气压以上就可能生成；第三是要有气源。据估计，陆地上20．7％和大洋底90％的地区具有形成可燃冰的有利条件。绝大部分的可燃冰分布在海洋里，其资源量是陆地上的100倍以上。可燃冰中的甲烷大多数是当地生物活动而产生的。海底的有机物沉淀经历了漫长的时间后，死的鱼虾、藻类体内都含有碳，经过生物转化，可形成充足的甲烷气源。另外，海底的地层是多孔介质，在温度、压力和气源三项条件都满足的情况下，会在介质的空隙中生成甲烷水合物的晶体。
可燃冰的主要成分是甲烷和水。甲烷是一种无色、无味的可燃气体。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质处于缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中，和水在温度2℃～5℃内结晶，在海底的低温与压力下形成可燃冰。
在不同的海域，环境条件各异，因此，可燃冰存储的水深也各不相同。在赤道海区，可燃冰存储在400～650米水深的海域，但在南、北两极，可燃冰存储在100～250米海深的沉积岩中。显而易见，这是极区与赤道的水温条件不同所致。
可燃冰极易燃烧，燃烧产生的能量比煤、石油、天然气产生的都多得多，而且燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物。不难想象，当人们解决了可燃冰的开发技术后，可燃冰就可以取代其他日益减少的化工能源(如石油、煤、天然气等)，成为一种主要的能源。我国海洋开发方面的研究人员已经开始关注可燃冰，有的已开始对这一能源进行研究。然而，可燃冰的开采谈何容易，时至今日，石油天然气的开发技术已经比较成熟，而可燃冰的开发还有许多问题有待解决。如果将可燃冰从深海简单地提升，那么在升出海水的过程中，随着水深变浅，水的压力降低，水的温度升高，可燃冰会融化，可燃冰中的甲烷会释放出来，而可燃冰中的甲烷含量要超过自身体积的100多倍，有可能引起可燃冰灾害，还可能造成温室效应，影响大气温度。然而无论遇到多大的困难，人类总是会向可燃冰的藏身之地进军，并终将解决开采可燃冰的技术问题。
举世关注可燃冰
据估计，全球可燃冰的储量是现有石油天然气储量的两倍。目前，在世界各大洋中已经查明的可燃冰存储区已有60多处。据测算，仅在我国的南海，可燃冰资源量就达相当700亿吨石油，约相当于我国目前陆上油气资源量总数的二分之一。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下，可燃冰的出现燃起了人类对新能源的无限渴望。美国、俄罗斯、日本甚至还有印度都先后投巨资对可燃冰进行研究。美国总统科学技术委员会专门提出建议研究开发可燃冰，参议院、众议院有上千人提出议案，支持可燃冰的开发研究。目前美国每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。
海底燃冰通常叫做可燃冰。
可燃冰，又称天然气水合物(Gas drates)，也有称甲烷水合物(Methane hydrate)，是类似于冰的天然气和水的组合体，在自然界中天然形成的，数量巨大。
一个可燃冰分子中，其水大约占85%，水分子与甲烷形成结晶的晶体，这种晶体稳定，甲烷分子被水分子包围。
水分子形成空腔由甲烷分子充填。在甲烷型可燃冰中，为了保存稳定，这些空腔至少有70%是由甲烷分子所充填。实际上，这个充填率通常高达95%以上。
可燃冰的主要特点就是，其燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生任何残渣，避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝，把可燃冰称作“属于未来的能源”。
扩展资料:
可燃冰的形成需具备四个基本条件:
1、低温、高压环境以及充足的气源和水。
2、自然界中的可燃冰主要赋存于高压、低温环境的海底浅表层沉积物和高纬度冻土里，约有97%可燃冰分布于海洋中，仅3%分布在陆地冻土带。
3、可燃冰可在低于10℃时生成，超过20℃便会分解。
4、在0℃时，只需30个大气压即可生成，压力越大越稳定。
参考资料来源:百度百科-天然气水合物
石油可以说是推动世界经济发展的血液，全球每天的石油消耗量高达8000万桶。随着海洋油气开发逐渐向深海、远海发展，人们发现了一种既不同于深藏于海底岩层中的流体石油，也不同于气相的天然气，而是以固态形式赋存于海底松散的沉积物中，并且与海底油气成因存在密切联系的非常规能源——可燃冰。
人们在提到能源时，浮现在脑海中的往往是燃烧的火焰，而绝不会是冰块。冰与火本来是相反的两种物质形态，但是越来越多的科学家相信：未来能源的很大一部分是以能够燃烧的冰状晶体形式蕴藏在海底。据初步估算，全球可燃冰资源总量约为2.1×10^16m?，是煤、石油和天然气资源总量的2倍，足够人类使用上千年。随着能源开发技术的不断提高，海底沉睡的能源即将苏醒，“冰火交融”将从梦想走进现实。
可燃冰，即天然气水合物（natural gas hydrate），是在一定条件下由轻烃、二氧化碳及硫化氢等小分子气体与水相互作用形成的固态结晶物质，呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，还可以亲切地称呼它为“固体瓦斯”或“气冰”。可燃冰是怎么形成的呢？
一、温度不能太高，高于20℃就会分解，海底的温度是2~4℃，适合可燃冰的形成；
二、压力要足够大，压力越大越稳定，但可燃冰的形成压力并不需要太大，在0℃时，需要30个大气压即可；
三、有甲烷气源，这是形成可燃冰的根本条件，没有气就只能形成不能燃烧的普通冰了。
根据可燃冰的生成环境我们将它分为四类：极地冻土带水合物、海底砂岩型水合物、粉砂质泥页岩型水合物以及泥页岩型水合物。
上图金子塔中，越往上面水合物的品质越好，但是资源量就越少。因此，从资源量以及开采技术多方面综合考虑，专家认为海底砂岩型水合物是未来天然气水合物资源开发的主要目标。
哪儿可以找到这种神奇的能源呢？
世界范围内可燃冰分布
资料显示，目前在全球79个地区直接或者间接地发现了可燃冰的存在，主要分布于世界各大洋边缘海域的大陆坡、陆隆(深水海台)和盆地，以及一些内陆海。总体上看，“可燃冰”主要还是分布在北半球，且以太平洋边缘海域最多，其次是大西洋。陆上寒冷永冻土中的天然气水合物主要分布在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大以及青藏高原等地区。
我国可燃冰分布
我国可燃冰的储量丰富，其中主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带及东北冻土带，位于我国南海北坡的海域是可燃冰富集区，预测储量约194亿立方米！
可燃冰的开发技术
随着目前常规能源的继续消耗，世界上各国都对可燃冰颇感兴趣。经过多个发达国家的研究证明：开发可燃冰并不困难。只要有效勘探，合理开发，可燃冰这种潜力巨大的新能源造福人类将在不久的将来成为可能。
1 热激发开采法
热激发开采法是直接对天然气水合物层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气的开采方法。这种方法经历了直接向天然气水合物层中注入热流体加热、火驱法加热、井下电磁加热以及微波加热等发展历程。热激发开采法可实现循环注热，且作用方式较快。加热方式的不断改进，促进了热激发开采法的发展。
u 热激发开采法
2 减压开采法
减压开采法是一种通过降低压力促使天然气水合物分解的开采方法。减压途径主要有两种：①采用低密度泥浆钻井达到减压目的；②当天然气水合物层下方存在游离气或其他流体时，通过泵出天然气水合物层下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力。
u 减压开采法
3 化学试剂注入开采法
化学试剂注入开采法通过向天然气水合物层中注入某些化学试剂，如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，破坏天然气水合物藏的相平衡条件，促使天然气水合物分解。
u 化学试剂注入开采法
4 CO2置换开采法
这种方法首先由日本研究者提出，方法依据的仍然是天然气水合物稳定带的压力条件。在一定的温度条件下，天然气水合物保持稳定需要的压力比CO2水合物更高。因此在某一特定的压力范围内，天然气水合物会分解，而CO2水合物则易于形成并保持稳定。如果此时向天然气水合物藏内注入CO2气体，CO2气体就可能与天然气水合物分解出的水生成CO2水合物。
u CO2置换开采法
5 固体开采法
固体开采法最初是直接采集海底固态天然气水合物，将天然气水合物拖至浅水区进行控制性分解。这种方法进而演化为混合开采法或称矿泥浆开采法。该方法的具体步骤是，首先促使天然气水合物在原地分解为气液混合相，采集混有气、液、固体水合物的混合泥浆，然后将这种混合泥浆导入海面作业船或生产平台进行处理，促使天然气水合物彻底分解，从而获取天然气。
u 固体开采法
出品：科普中国
制作：冰与火团队
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中国海底的超级能源就是可燃冰，它清洁度非常高，而且还可以解决能源的燃眉之急。在这个世界上每个国家都是为再为能源问题而发愁，毕竟石油可不是再生资源，一旦人类将其消耗殆尽，我们世界上再也没有能够代替它的资源，所以科学家一直在致力于开发新能源，以此来减轻世界资源的负担。就在最近几年我们中国在南海地区取得了重大的成就，也就是说南海附近发现了可燃冰，这对于我国来讲可谓是一大比的财富，因为储量是全国最大的，这个消息曝光出来之后不仅得到了世界的关注，而且中国人民直呼骄傲，据估价已经超过了八百亿的石油，接下来就给大家好好的介绍一下我国的这种超级能源可燃冰。
中国海底有可燃冰这种超级能源，清洁度相当的高。世界资源当中石油可以说是一个国家的命脉，每个国家都会花大量的金钱从石油产地去进行进口，但是可燃冰的发现减轻了我国对资源的需求，所谓的天然冰就是一种燃气和水的混合物，它是海里面的沉积物，在一定的条件下形成冰块，所以看上去是冰，但是却能够燃烧释放能量，一旦燃烧的话也只能够产生二氧化碳和水，所以说它的清洁度是非常高的。
中国海底超级能源就是可燃冰，它燃烧只能够产生二氧化碳和水，并没有其他的物质，所以清洁度相当的高。在开采可燃冰的过程当中，危险性是非常低的，只需要对可燃冰进行减压和升温就可以了，然后它就会变成大量的甲烷气体，可燃冰的利用价值远远的高于石油，而且也比石油要环保得多。
国家在大力开发清洁能源，作为公民的我们平时一定要走绿色环保路线。
可燃冰分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“汽冰”。由于分布浅、分布广泛、总量巨大、能量密度高。
可燃冰将成为未来主要替代能源,受到世界各国政府和科学界的密切关注。
自20世纪60年代起，以美国、日本、德国、中国、韩国、印度为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。迄今，人们已在近海海域与冻土区发现水合物矿点超过230处，涌现出一大批天然气水合物热点研究区。
