一、簡介
“可燃冰”是未來潔凈的新能源。它的主要成分是甲烷分子與水分子。它的形成與海底石油、天然氣的形成過程相仿，而且密切相關。埋于海底地層深處的大量有機質在缺氧環境中，厭氣性細菌把有機質分解，最后形成石油和天然氣(石油氣)。其中許多天然氣又被包進水分子中，在海底的低溫與壓力下又形成“可燃冰”。這是因為天然氣有個特殊性能，它和水可以在溫度2～5攝氏度內結晶，這個結晶就是“可燃冰”。這種“可燃冰”在地質上稱之為天然氣水合物（Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate），又稱“籠形包合物”（Clathrate），分子結構式為：CH4•nH2O，現已證實分子結構式為CH4•8H20。天然氣水合物是一種白色固體物質，外形像冰，有極強的燃燒力，可作為上等能源。它主要由水分子和烴類氣體分子（主要是甲烷）組成，所以也稱它為甲烷水合物。天然氣水合物是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下，由氣體或揮發性液體與水相互作用過程中形成的白色固態結晶物質。 一旦溫度升高或壓強降低，甲烷氣則會逸出，固體水合物便趨于崩解。（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布于水深大于 300 米 以上的海底沉積物或寒冷的永久凍土中。
二、可燃冰的發現
早在1778年英國化學家普得斯特里就著手研究氣體生成的氣體水合物溫度和壓強。1934年，人們在油氣管道和加工設備中發現了冰狀固體堵塞現象，這些固體不是冰，就是人們現在說的可燃冰。1965年蘇聯科學家預言，天然氣的水合物可能存在海洋底部的地表層中，后來人們終于在北極的海底首次發現了大量的可燃冰。20世紀70年代，美國地質工作者在海洋中鉆探時，發現了一種看上去像普通干冰的東西，當它從海底被撈上來后，那些“冰”很快就成為冒著氣泡的泥水，而那些氣泡卻意外地被點著了，這些氣泡就是甲烷。據研究測試，這些像干冰一樣的灰白色物質，是由天然氣與水在高壓低溫條件下結晶形成的固態混合物。目前的科研考察結果表明，它僅存在于海底或陸地凍土帶內。純凈的天然氣水合物外觀呈白色，形似冰雪，可以像固體酒精一樣直接點燃，因此，人們通俗、形象地稱其為“可燃冰”。
三、可燃冰的形成
可燃冰由海洋板塊活動而成。當海洋板塊下沉時，較古老的海底地殼會下沉到地球內部，海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣涌上表面。當接觸到冰冷的海水和在深海壓力下，天然氣與海水產生化學作用，就形成水合物。形成有三個基本條件，缺一不可。據專家介紹，首先溫度不能太高；第二壓力要足夠大，但不需太大；0℃時，30個大氣壓以上就可生成；第三，地底要有氣源。這種可燃冰的形成有兩條途徑：一是氣候寒冷致使礦層溫度下降，加上地層的高壓力，使原來分散在地殼中的碳氫化合物和地殼中的水形成氣—水結合的礦層。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遺尸不斷沉積到海底，很快分解成有機氣體甲烷、乙烷等，這樣，它們便鉆進海底結構疏松的沉積巖微孔，和水形成化合物。 天然氣水合物受其特殊的性質和形成時所需條件的限制，只分布于特定的地理位置和地質構造單元內。一般來說，除在高緯度地區出現的與永久凍土帶相關的天然氣水合物之外，在海底發現的天然氣水合物通常存在水深300～500m以下（由溫度決定），主要附存于陸坡、島嶼和盆地的表層沉積物或沉積巖中，也可以散布于洋底以顆粒狀出現。這些地點的壓力和溫度條件使天然氣水合物的結構保持穩定。從大地構造角度來講，天然氣水合物主要分布在聚合大陸邊緣大陸坡、被動大陸邊緣大陸坡、海山、內陸海及邊緣海深水盆地和海底擴張盆地等構造單元內。據估計，陸地上20.7%和大洋底90%的地區，具有形成天然氣水合物的有利條件。絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，其資源量是陸地上的100倍以上。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，因而是一種重要的潛在未來資源。
四、可燃冰的儲藏
可燃冰在高于20℃的溫度下就會分解，壓強越大越穩定，也就是它的儲藏條件是底溫和高壓。常壓下不能穩定存在，而分解釋放出來的甲烷是一種溫室氣體，它促使全球氣溫上升的能力是二氧化碳的10倍。因此儲存問題是可燃冰成為開發利用的一大瓶頸。
五、開采、利用可燃冰
可燃冰有望取代煤、石油和天然氣，成為21世紀的新能源。科學家估計，海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%，相當于4000萬平方公里，是迄今為止海底最具價值的礦產資源，足夠人類使用1000年。但在繁復的可燃冰開采過程中，一旦出現任何差錯，將引發嚴重的環境災難，成為環保敵人—— 首先，收集海水中的氣體是十分困難的，海底可燃冰屬大面積分布，其分解出來的甲烷很難聚集在某一地區內收集，而且一離開海床便迅速分解，容易發生噴井意外。更重要的是，甲烷的溫室效應比二氧化碳厲害10至20倍，若處理不當發生意外，分解出來的甲烷氣體由海水釋放到大氣層，將使全球溫室效應問題更趨嚴重。 此外，海底開采還可能會破壞地殼穩定平衡，造成大陸架邊緣動蕩而引發海底塌方，甚至導致大規模海嘯，帶來災難性后果。
開采方法：
1、熱解法：利用“可燃冰”在加溫時分解的特性，使其由固態分解出甲烷蒸汽。但此方法難處在于不好收集。海底的多孔介質不是集中為“一片”，也不是一大塊巖石，而是較為均勻地遍布著。如何布設管道并高效收集是急于解決的問題。
2、降壓法：有科學家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應使其分解。但它們都面臨著和熱解法同樣布設管道并高效收集的問題。
3、二氧化碳置換法：研究證實，將CO2液化，注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就會生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就會沉入海底。如果將CO2注射入海底的甲烷水合物儲層，因CO2較之甲烷易于形成水合物，因而就可能將甲烷水合物中的甲烷分子“擠走”，從而將其置換出來。
六、世界上可燃冰的分布
海底天然氣水合物作為 21 世紀的重要后續能源，及其對人類生存環境及海底工程設施的災害影響，正日益引起科學家們和世界各國政府的關注。本世紀六十年代開始的深海鉆探計劃 (DSDP) 和隨后的大洋鉆探計劃 (ODP) 在世界各大洋與海域有計劃地進行了大量的深海鉆探和海洋地質地球物理勘查，在多處海底直接或間接地發現了天然氣水合物。到目前為止，世界上海底天然氣水合物已發現的主要分布區是大西洋海域的墨西哥灣、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臺等，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、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等，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里海等。
七、我國發現海底可燃冰
2005年4月14日，我國在北京舉行中國地質博物館收藏我國首次發現的天然氣水合物碳酸鹽巖標本儀式。宣布我國首次發現世界上規模最大被作為“可燃冰”即天然氣水合物存在重要證據的“冷泉”碳酸鹽巖分布區，其面積約為430平方公里。該分布區為中德雙方聯合在我國南海北部陸坡執行“太陽號”科學考察船合作開展的南中國海天然氣水合物調查中首次發現。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能生物群落的活動有關。)
八、中國繪制可燃冰的商業開發路線
按照戰略規劃的安排，2006年—2020年是調查階段，2020年—2030年是開發試生產階段，2030年—2050年，中國可燃冰將進入商業生產階段。
九、劃時代意義
我國發現巨量可燃冰 (2009年9月中國地質部門公布，在青藏高原發現了一種名為可燃冰(又稱天然氣水合物)的環保新能源，預計十年左右能投入使用。這是中國首次在陸域上發現可燃冰，使中國成為加拿大、美國之后，在陸域上通過國家計劃鉆探發現可燃冰的第三個國家。初略的估算，遠景資源量至少有350億噸油當量。
