干冰是人造的还是开采的

《人类的新能源——可燃冰》

可燃冰将成为21世纪极具潜力的洁净新能源

一、什么是“可燃冰”

这种看起来像冰霜的物质叫“可燃冰”,学名叫“天然气水合物”,因为主要成分是甲烷,因此也常称为“甲烷水合物”.在常温常压下它会分解成水与甲烷,“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气.“可燃冰”外表上看它像冰霜,从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”,由若干水分子组成一个笼子,每个笼子里“关”一个气体分子.目前,可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘,是一种极具发展潜力的新能源,但由于开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内.

二、“可燃冰”是如何形成的呢?

可燃冰由海洋板块活动而成.当海洋板块下沉时,较古老的海底地壳会下沉到地球内部,海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面.当接触到冰冷的海水和在深海压力下,天然气与海水产生化学作用,就形成水合物.科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年.

“可燃冰”的形成有三个基本条件：首先温度不能太高,在零度以上可以生成,0－10℃为宜,最高限是20℃左右,再高就分解了.第二压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成.第三,地底要有气源.因为,在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态,而海洋深层300－500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件.因此,其分布的陆海比例为1∶100.

三、人类如何开采、利用“可燃冰”?

开采方案主要有三种.第一是热解法.利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸汽.但此方法难处在于不好收集.海底的多孔介质不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着.如何布设管道并高效收集是急于解决的问题.

方案二是降压法.有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解.但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题.

方案三是“置换法”.研究证实,将CO2液化（实现起来很容易）,注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底）,就会生成二氧化碳水合物,它的比重比海水大,于是就会沉入海底.如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来.

但如果“可燃冰”在开采中发生泄露,大量甲烷气体分解出来,经由海水进入大气层.甲烷的温室效应比CO2要大21倍,因此一旦这种泄露得不到控制,全球温室效应将迅速增大,大气升温后,海水温度也将随之升高、地层温度上升,这会造成海底的“可燃冰”的自动分解,引起恶性循环.因此,开采必须要受控,使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来.

海底可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,所以目前仍在发展阶段,估计需要10至30年的时间才能投入商业开采.其实,中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划,其中日本建成7口探井,期望在2010年投入商业开采,美国近年也急起直追,希望在2015年在海床或永久冻土带进行商业开采.

可见,“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望,同样也有新的困难,只有合理的、科学的开发和利用,“可燃冰”才会真正的为人类造福.

“冰”怎么会“可燃”?即使是二氧化碳在超低温状态下形成的“干冰”也不可燃.但确有“可燃冰”存在,它是甲烷类天然气被包进水分子中,在海底低温与压力下形成的一种类似冰的透明结晶.据专家介绍,1立方米“可燃冰”释放出的能量相当于164立方米的天然气.目前国际科技界公认的全球“可燃冰”总能量,是所有煤、石油、天然气总和的2～3倍.美国和日本最早在各自海域发现了它.我国近年来也开始对其进行研究.

“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子(CH4•H2O).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在缺氧环境中,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,在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”.这是因为天然气有个特殊性能,它和水可以在温度2～5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”.

有天然气的地方不一定都有“可燃冰”,因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温,所以一般在冰土带的地方较多.长期以来,有人认为我国的海域纬度较低,不可能存在“可燃冰”；而实际上我国东海、南海都具备生成条件.

东海底下有个东海盆地,面积达25万平方公里.经20年勘测,该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量.尔后,中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件,在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围,并根据地温梯度、结合东海地质条件,勾画出“可燃冰”的分布区域,计算出它的稳定带的厚度,对资源量做了初步评估,得出“蕴藏量很可观”结论.

爆破技术 blasting technique 利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构，并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。这种技术涉及到数学 、力学、物理学 、化学和材料动力学、工程地质学等多种学科。作为工程爆破能源的炸药，蕴藏着巨大的能量。1千克普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×106 焦耳，温度高达 3000℃，经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×108千瓦，其气体压力达几千到一万多兆帕，远远超过了一般物质的强度。在这种高温高压作用下，被爆破的介质（如岩石等）呈现为流体或弹塑性体状态，完全破坏了原来的结构。 工业炸药必须用雷管才能引爆，比较安全。现代起爆方法有电和非电两种方式：前者由电热点燃电雷管内的灼热桥丝引爆炸药；后者则由导火索的火焰或导爆索、导爆管传递的冲击波引爆雷管，从而起爆药包。 爆破方法 爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药，放入起爆雷管，然后引爆。根据药包形状和装药方式的不同，爆破方法主要分为三大类： 炮孔法 在介质内部钻出各种孔径的炮孔，经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的，统称炮孔法爆破。如用手持式风钻钻孔的，孔径在 50毫米以下、孔深在4米以下的为浅孔爆破；孔径和孔深大于上述数值的为深孔爆破；在孔底或其他部位事先用少量炸药扩出一个或多个药壶形的为药壶法爆破。炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。 药室法 在山体内开挖坑道、药室，装入大量炸药的爆破方法，一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的，在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。中国四川攀枝花市狮子山大爆破(1971 )总装药量 10162.2吨，爆破1140万米3，在世界上也是最大规模的大爆破之一。药室法爆破广泛应用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程，特别是在露天矿的剥离工程和筑坝工程 ，能有效地缩短工期 ，节省劳动力，而且需用的机械设备少，并不受季节和地方条件的限制。 裸露药包法 不需钻孔，直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面，具有独特作用，仍然是常用的有效方法。 爆破技术 在上述三种爆破方法的基础上， 根据各种工程目的和要求，采取不同的药包布置形式和起爆方法，形成了许多各具特色的现代爆破技术，主要有以下几种。 微差爆破 又称毫秒爆破，是40年代出现的爆破新技术。在雷管内装入适当的缓燃剂，或连接在起爆网路上的延期装置，以实现延期的时间间隔，这种系列产品间隔时间，一般以13～25毫秒为一段。通过不同时差组成的爆破网络，一次起爆后，可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆，获得良好的爆破效果。 微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小，被爆破的岩块在移动过程中互相撞击，形成极其复杂的能量再分配，使岩石破碎均匀，缩短抛掷距离，减弱地震波和空气冲击波的强度，既可改善爆破质量，不致砸坏附近的设施，又能提高作业机械的使用效率，有较大经济效益，在采矿和采石工程中广泛应用。 光面爆破和预裂爆破 50年代末期，由于钻孔机械的发展，出现了一种密集钻孔小装药量的爆破新技术。在露天堑壕、基坑和地下工程的开挖中，使边坡形成比较陡峻的表面；使地下开挖的坑道面形成预计的断面轮廓线，避免超挖或欠挖，并能保持围岩的稳定。 实现光面爆破的技术措施有两种：一是开挖至边坡线或轮廓线时，预留一层厚度为炮孔间距1.2倍左右的岩层，在炮孔中装入低威力的小药卷，使药卷与孔壁间保持一定的空隙，爆破后能在孔壁面上留下半个炮孔痕迹；另一种方法是先在边坡线或轮廓线上钻凿与壁面平行的密集炮孔，首先起爆以形成一个沿炮孔中心线的破裂面，以阻隔主体爆破时地震波的传播，还能隔断应力波对保留面岩体的破坏作用，通常称预裂爆破。这种爆破的效果，无论在形成光面或保护围岩稳定，均比光面爆破好，是隧道和地下厂房以及路堑和基坑开挖工程中常用的爆破技术。 定向爆破 50年代末和60年代初期，在中国推行过定向爆破筑坝，3年左右时间内用定向爆破技术筑成了 20多座水坝，其中广东韶关南水大坝（1960），一次装药 1394.3吨，爆破226万米3，填成平均高为62.5米的大坝，技术上达到了国际先进水平。 定向爆破是利用最小抵抗线在爆破作用中的方向性这个特点，设计时利用天然地形或人工改造后的地形，使最小抵抗线指向需要填筑的目标。这种技术已广泛地应用在水利筑坝、矿山尾矿坝和填筑路堤等工程上。它的突出优点是在极短时期内，通过一次爆破完成土石方工程挖、装、运、填等多道工序，节约大量的机械和人力，费用省，工效高；缺点是后续工程难于跟上，而且受到某些地形条件的限制。 控制爆破 不同于一般的工程爆破，对由爆破作用引起的危害有更加严格的要求，多用于城市或人口稠密、附近建筑物群集的地区拆除房屋、烟囱、水塔、桥梁以及厂房内部各种构筑物基座的爆破，因此，又称拆除爆破或城市爆破。 控制爆破所要求控制的内容是：①控制爆破破坏的范围，只爆破建筑物需要拆除的部位，保留其余部分的完整性；②控制爆破后建筑物的倾倒方向和坍塌范围；③控制爆破时产生的碎块飞出距离，空气冲击波强度和音响的强度；④控制爆破所引起的建筑物地基震动及其对附近建筑物的震动影响，也称爆破地震效应。 水下爆破 将炸药装填在海底或水下进行工程爆破的技术，是和露天爆破相对的另一个领域。举凡疏通航道，炸除礁石，拆毁水下沉船 、建筑物 ，开挖港口码头和航道基坑，以及处理码头堤坝的软弱地基等类爆破，都属于水下爆破的范畴。 水下爆破也和露天爆破一样，都要用裸露钻孔和药室装药等方法实现爆破目的；不同的是水下施工比较复杂、困难，长期以来多由潜水员在水下进行钻孔和装药等技术作业。工作范围既受水深的限制，又受潮汐水流的影响，效果欠佳。 由于水作为介质的阻力远比空气大，因此计算装药量时，必须考虑水的深度，才能保证爆破效果；同时水介质传播冲击波的能力也远大于空气，附近若有其他水工建筑物时，多采取气泡帷幕方法，降低水中冲击波的峰值压力，作为防护手段。 80年代以来，试验成功了水下压缩爆破方法，以水为传播压力的介质，压实水下淤泥等类软土地基，代替过去用机械船挖除淤泥的清基方法，既经济又方便，有效地扩大了水下爆破的应用范围。 地下爆破 不同于露天和水下爆破，通常是在一个狭窄的工作面上进行钻爆作业，因此，它的特点是装药量少或使用低威力的炸药，多炮眼，装药量分散，爆破作用力均匀分布，属于前述松动爆破的情况，最大限度地减少对围岩的破坏程度，技术上的要求比较严格。 地下爆破从技术上可分为两种：一是起掘进作用的掏槽爆破。其目的是在只有一个临空面的条件下，首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴，这个槽穴是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽爆破的炮孔布置方法很多，必须根据地质构造、断面大小和施工机械等条件，确定良好的掏槽眼（孔）的布置形式。二是要使地下坑道造成一定横断面形式的成形爆破。这种布孔法称周边孔，也称刷帮爆破。爆破的作用力是在两个临空面上均匀分布的，除了要使炸落的岩石块度均匀，便于清渣，抛置不太远，不致打坏支撑等以外，还应保证坑道开挖限界外的围岩受到最小的破坏，以减少超挖的数量。 随着地下工业的发展，为开挖地下飞机场、库、厂房等大面积空间的工程，使地下爆破技术也逐渐向大规模的大钻孔爆破技术发展。但目前地下大爆破技术经验较少。自从光面、预裂爆破技术应用于地下工程以后，促进了锚杆喷混凝土支护技术的发展，每次爆破的超挖量减少到了最低量，围岩的稳定性大为增加，使地下工程收到很大的经济效益。

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什么是可燃冰

谈到能源，人们立即想到的是能燃烧的煤、石油或天然气，而很少想到晶莹剔透的“冰”。然而，自 20 世纪 60 年代以来，人们陆续在冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”。这种“可燃冰”在地质上称之为天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate），又称“笼形包合物”（Clathrate），分子结构式为：CH4·nH2O，现已证实分子结构式为CH4·8H20。

天然气水合物是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源。它主要由水分子和烃类气体分子（主要是甲烷）组成，所以也称它为甲烷水合物。天然气水合物是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。 一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。（1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）所以固体状的天然气水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下 1000 米 的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。

从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。

可燃冰燃烧方程式

CH4·8 H2O + 2 O2 == CO2 + 10 H2O （反应条件为“点燃”）

可燃冰的成因

可燃冰是天然气分子（烷类）被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。首先，可燃冰可在0℃以上生成，但超过20℃便会分解。而海底温度一般保持在2~4℃左右；其次，可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。最后，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

可燃冰的资源量

世界上绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，据估算，海洋里天然气水合物的资源量是陆地上的 100 倍以上。据最保守的统计，全世界海底天然气水合物中贮存的甲烷总量约为 1.8 亿亿立方米 (18000 × 10^12m3 ) ，约合 1.1 万亿吨 (11 × 10^12t) ，如此数量巨大的能源是人类未来动力的希望，是 21 世纪具有良好前景的后续能源。

可燃冰被西方学者称为“21世纪能源”或“未来新能源”。迄今为止，在世界各地的海洋及大陆地层中，已探明的“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源(煤、石油、天然气、油页岩等)储量的两倍以上，其中海底可燃冰的储量够人类使用1000年。

可燃冰的缺点

天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时，对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷，其温室效应为 CO2 的 20 倍，温室效应造成的异常气候和海面上升正威胁着人类的生存。全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的 3000 倍，若有不慎，让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去，将产生无法想象的后果。而且固结在海底沉积物中的水合物，一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出，还会改变沉积物的物理性质，极大地降低海底沉积物的工程力学特性，使海底软化，出现大规模的海底滑坡，毁坏海底工程设施，如：海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等。

[编辑本段]海底宝贝来之不易

可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物，外形与冰相似。由于含有大量甲烷等可燃气体，因此极易燃烧。同等条件下，可燃冰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和废气，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”。

可燃冰这种宝贝可是来之不易，它的诞生至少要满足三个条件：第一是温度不能太高，如果温度高于20℃，它就会“烟消云散”，所以，海底的温度最适合可燃冰的形成；第二是压力要足够大，海底越深压力就越大，可燃冰也就越稳定；第三是要有甲烷气源，海底古生物尸体的沉积物，被细菌分解后会产生甲烷。所以，可燃冰在世界各大洋中均有分布。

可燃冰的储量

水合物的储量

天然气水合物在世界范围内广泛存在，这一点已得到广大研究者的公认。在地球上大约有27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区，而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。由于采用的标准不同，不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。据潜在气体联合会（PGC，1981）估计，永久冻土区天然气水合物资源量为1.4×1013～3.4×1016m3，包括海洋天然气水合物在内的资源总量为7.6×1018m3。但是，大多数人认为储存在汽水合物中的碳至少有1×1013t，约是当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的2倍。由于天然气水合物的非渗透性，常常可以作为其下层游离天然气的封盖层。因而，加上汽水合物下层的游离气体量这种估计还可能会大些。如果能证明这些预计属实的话，天然气水合物将成为一种未来丰富的重要能源。

从化学结构来看，天然气水合物是这样构成的：由水分子搭成像笼子一样的多面体格架，以甲烷为主的气体分子被包含在笼子格架中。不同的温压条件，具有不同的多面体格架。

从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。

仅仅是目前已探明的储量，就比地球上石油的总储量还大几百倍。这些可然冰都蕴藏在全球各地的450米深的海床上，表面看起来，很象干冰，实际却能燃烧。在美东南沿海水下2700平方米面积的水化物中，含有足够供应美国70多年的可燃冰。其储量预计是常规储量的2．6倍，如果全部开发利用，可使用100年左右。中国地质大学(武汉)和中南石油局第五物探大队在藏北高原羌塘盆地开展的大规模地球物理勘探成果表明：继塔里木盆地后，西藏地区很有可能成为中国21世纪第二个石油资源战略接替区。

可燃冰的开采设想[1]

由于可燃冰在常温常压下不稳定，因此开采可燃冰的方法设想有：①热解法。②降压法。③二氧化碳置换法。

[编辑本段]全球分布区多达116处

根据专家预测，全球蕴藏的常规石油天然气资源消耗巨大，预计在四五十年之后就会枯竭。能源危机让人们忧心忡忡，而可燃冰就像是上天赐予人类的珍宝，它年复一年地积累，形成延伸数千乃至数万里的矿床。仅仅是现在探明的可燃冰储量，就比全世界煤炭、石油和天然气加起来的储量还要多几倍。

科学家的评价结果表明，仅仅在海底区域，可燃冰的分布面积就达4000万平方公里，占地球海洋总面积的1／4。目前，世界上已发现的可燃冰分布区多达116处，其矿层之厚、规模之大，是常规天然气田无法相比的。科学家估计，海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。

开采不当会引发灾难

天然可燃冰呈固态，不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出，在从海底到海面的运送过程中，甲烷就会挥发殆尽，同时还会给大气造成巨大危害。为了获取这种清洁能源，世界许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。科学家们认为，一旦开采技术获得突破性进展，那么可燃冰立刻会成为21世纪的主要能源。

相反，如果开采不当，后果绝对是灾难性的。在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大20倍；而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏，都足以导致甲烷气体的大量泄漏，从而引起强烈的温室效应。另外，陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难，一旦出了井喷事故，就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。所以，可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”，需要小心对待。

世界各国竞相开发可燃冰

1960年，前苏联在西伯利亚发现了可燃冰，并于1969年投入开发；美国于1969年开始实施可燃冰调查，1998年把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划；日本开始关注可燃冰是在1992年，目前已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价。但最先挖出可燃冰的是德国.

2000年开始，可燃冰的研究与勘探进入高峰期，世界上至少有30多个国家和地区参与其中。其中以美国的计划最为完善——总统科学技术委员会建议研究开发可燃冰，参、众两院有许多人提出议案，支持可燃冰开发研究。美国目前每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。

为开发这种新能源，国际上成立了由19个国家参与的地层深处海洋地质取样研究联合机构，有50个科技人员驾驶着一艘装备有先进实验设施的轮船从美国东海岸出发进行海底可燃冰勘探。这艘可燃冰勘探专用轮船的7层船舱都装备着先进的实验设备，是当今世界上唯一的一艘能从深海下岩石中取样的轮船，船上装备有能用于研究沉积层学、古人种学、岩石学、地球化学、地球物理学等的实验设备。这艘专用轮船由得克萨斯州A·M大学主管，英、德、法、日、澳、美科学基金会及欧洲联合科学基金会为其提供经济援助。

世界上可燃冰的分布

海底天然气水合物作为 21 世纪的重要后续能源，及其对人类生存环境及海底工程设施的灾害影响，正日益引起科学家们和世界各国政府的关注。本世纪六十年代开始的深海钻探计划 (DSDP) 和随后的大洋钻探计划 (ODP) 在世界各大洋与海域有计划地进行了大量的深海钻探和海洋地质地球物理勘查，在多处海底直接或间接地发现了天然气水合物。到目前为止，世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。

因此，从20 世纪80 年代开始，美、英、德、加、日等发达国家纷纷投入巨资相继开展了本土和国际海底天然气水合物的调查研究和评价工作，同时美、日、加、印度等国已经制定了勘查和开发天然气水合物的国家计划。特别是日本和印度，在勘查和开发天然气水合物的能力方面已处于领先地位。

2009年9月中国地质部门公布，在青藏高原发现了一种名为可燃冰(又称天然气水合物)的环保新能源，预计十年左右能投入使用。这是中国首次在陆域上发现可燃冰，使中国成为加拿大、美国之后，在陆域上通过国家计划钻探发现可燃冰的第三个国家。初略的估算，远景资源量至少有350亿吨油当量。

可燃冰在中国的状况

作为世界上最大的发展中的海洋大国，我国能源短缺十分突出。目前我国的油气资源供需差距很大， 1993 年我国已从油气输出国转变为净进口国， 1999 年进口石油 4000 多万吨， 2000 年进口石油近 7000 万吨，预计 2010 石油缺口可达 2 亿吨。因此急需开发新能源以满足中国经济的高速发展。海底天然气水合物资源丰富，其上游的勘探开采技术可借鉴常规油气，下游的天然气运输、使用等技术都很成熟。因此，加强天然气水合物调查评价是贯彻实施党中央、国务院确定的可持续发展战略的重要措施，也是开发我国二十一世纪新能源、改善能源结构、增强综合国力及国际竞争力、保证经济安全的重要途径。

我国对海底天然气水合物的研究与勘查已取得一定进展，在南海西沙海槽等海区已相继发现存在天然气水合物的地球物理标志 BSR ，这表明中国海域也分布有天然气水合物资源，值得我们开展进一步的工作；同时青岛海洋地质研究所已建立有自主知识产权的天然气水合物实验室并成功点燃天然气水合物。

[编辑本段]我国发现海底可燃冰

2005年4月14日，我国在北京举行中国地质博物馆收藏我国首次发现的天然气水合物碳酸盐岩标本仪式。

宣布我国首次发现世界上规模最大被作为“可燃冰”即天然气水合物存在重要证据的“冷泉”碳酸盐岩分布区，其面积约为430平方公里。

该分布区为中德双方联合在我国南海北部陆坡执行“太阳号”科学考察船合作开展的南中国海天然气水合物调查中首次发现。冷泉碳酸盐岩的形成被认为与海底天然气水合物系统和生活在冷泉喷口附近的化能生物群落的活动有关。此次科考期间，在南海北部陆坡东沙群岛以东海域发现了大量的自生碳酸盐岩，其水深范围分别为550米～650米和750米～800米，海底电视观察和电视抓斗取样发现海底有大量的管状、烟囱状、面包圈状、板状和块状的自生碳酸盐岩产出，它们或孤立地躺在海底上，或从沉积物里突兀地伸出来，来自喷口的双壳类生物壳体呈斑状散布其间，巨大碳酸盐岩建造体在海底屹立，其特征与哥斯达黎加边缘海和美国俄勒岗外海所发现的“化学礁”类似，而规模却更大。

“可燃冰”是由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶物质，因其成分的80%～99.9%为甲烷，这些碳酸盐岩的形成和分布记录了富含甲烷流体的类型、性质、来源、强度变化及其与海底可能存在的水合物系统的关系等情况。

中德科学家一致建议，借距工作区最近的中国香港九龙的名谓，将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”，其中“龙”字代表了中国，“九”代表了多个研究团体的合作。

[编辑本段]中国绘制可燃冰的商业开发路线

按照战略规划的安排，2006年—2020年是调查阶段，2020年—2030年是开发试生产阶段，2030年—2050年，中国可燃冰将进入商业生产阶段。

[编辑本段]日冒险开采可燃冰 可能造成海沟崩塌

如今，迫于发展需求、急于改变能源依赖他人局面的日本把目光投向了海底沉睡的“能源水晶”——天然气水合物，也称“可燃冰”。(它是水和天然气在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧。)在日本附近平静的太平洋海面下3000英尺，数以亿吨的可燃冰正等待被人们利用。日本认为，如果这些资源能为日本所用，将大大改善它依赖从中东和印尼进口能源的困境。据初步估算，这些“可燃烧的冰块”可供日本全国14年之用。但开发这些未明资源的同时，有一个关键问题必须应对：环境保护。

日加合作开采“可燃冰”

在本州岛海岸线30英里外，科学家们发现了一条蕴藏量惊人的海沟：在海沟里的甲烷呈水晶状，大约有500米厚，总量达40万亿立方米。这个储量尽管还不能与沙特或者俄罗斯的石油资源相比，但也足够日本用上一阵了。日本科学家们对这一结果很是兴奋，他们表示将尽快拿出合适的方案开采这些被遗忘的资源。

相比日本，拥有广袤海洋资源的加拿大可谓在这方面先行一步。他们通常采用“降压”的方法开采此类冰冻资源，即先在冰层中打许多很深的孔，然后借助大量抽水机降低打孔带来的重压，从而让有用的甲烷气体从海水中分离出来，慢慢浮至人力便于提取的深度。日加两国科学家决定合作，采用这个最有效的办法开采本州岛附近海域发现的资源。

日本政府很快同意了这个开采方法，先期的演练工作已在今年4月完成，其余各项测试将在2008年初完成。

开采面临许多未知威胁

向日本招手的除了巨大能源，还有很多看不见的危险。比如，在“降压”方法的第三个步骤，降压让大量的甲烷气体慢慢浮上海面，这些温室气体的出现会对全球气温造成什么样的影响还不得而知。日本政府也对此表示，他们一直高度重视环境的保护问题，绝不会为了能源牺牲环境，他们已安排许多先期测试以防万一。

这还是开采成功后的顾虑，在开采过程中依然有许多未知威胁。科学家们提醒日本政府在开采中必须警惕海底的海沟崩塌。表面平静的海洋底下究竟在进行着哪些变化，人们还没有完全搞清楚。如果开采中一个不小心造成目标海沟坍塌或是类似于泥石流的灾难，不仅会给开采国带来巨大人力、财力损失，由此泄露的大量温室气体更会让世界担忧。

此外，大规模地在海底钻孔、安置各种设备无疑会让鱼类远离海岸，生活在海边的渔民们的收入自然会受到不小的影响。日本的渔民已经表达了这样的担忧。

划时代意义：

我国发现巨量可燃冰

青藏高原发现新能源可燃冰 至少350亿吨油当量 ，中国国土资源部总工程师张洪涛先生09年9月25日在北京介绍，中国地质部门在青藏高原发现了一种名为可燃冰(又称天然气水合物)的环保新能源，预计十年左右能投入使用。

可燃冰是水和天然气在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质，具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点，是公认的地球上尚未开发的最大新型能源。

我们赖以生存的地球有着各种丰富的资源，但是由于工业革命之后，开始加速开采和破坏，有些不可再生资源也在日益减少，全球各国之前也逐步开始重视自己国家内的资源保护和环境保护，一种新型的高储备能源出现在人们的视野，那就是可燃冰。

据不完全统计，这种可燃冰在地球上的储备相当丰富，北半球居多，而且现已发现的储备量远超已探明的石油、天然气和煤炭的总储量。最让人意外的是，海洋中的可燃冰竟然更多。海底中发现的可燃冰，主要分布在各大洋的边缘海域，太平洋最丰富，大西洋紧随其后。然而陆地上发现的可燃冰主要分布于西伯利亚、阿拉斯加、加拿大和青藏高原等地区。

我国国土面积幅员辽阔，已探明的可燃冰储量位居世界第一，其中南海海域最为密集。科研人员推算，如果把这些可燃冰全部开发完毕，足够我们使用100年。这也是南海如此重要的一个原因。

其实可燃冰有个学名——天然气水合物，化学式为CH4·nH2O ，和石油一样，是一种化石燃料。然而可燃冰与干冰非常相似，1立方米的可燃冰，在常温下可释放164立方的天然气和0.8立方的水，由此可见，可燃冰潜在的巨大价值。

当然目前全球各国的科技水平，还不足以完全开发可燃冰，一旦大规模的开采，将导致大量的甲烷泄漏到大气层中，全球变暖的脚步会再一步加快，大量甲烷还会使海水气化，影响海水的品质。在海洋中开采可燃冰，对海洋地质生态造成不可逆转的影响，海底滑塌就是一个例子。

以我们目前的技术，可燃冰暂时无法被人类大规模使用。在各种新能源的发展还不明朗，传统常规能源又出现供应压力的情况下，可燃冰的潜在优势非常明显，比页岩油的有过之而无不及，在未来完全有可能取代煤炭和天然气的地位。