一、何为“可燃冰”？

    天然气水合物，也称“可燃冰” 或者“气冰”、“固体瓦斯”，是天然气（甲烷）被包进水分子中，在低温高压下混合而成的一种固态透明结晶体，外貌极似冰雪或固体酒精，由于含有大量甲烷等可燃气体，因此极易燃烧。其形成的条件是：一要有数千年前的动植物尸骸释放的甲烷气；二要有丰富的水；三在具备低温（2℃—5℃）高压环境。只有温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体才会在海底或冻土带地层介质的空隙间中生成。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。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。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！并且具有使用方便、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，被誉为21世纪最有希望的战略资源。   在煤炭、石油、天然气等传统能源储量有限的情况下，世界各地的科学家正努力寻找清洁高效的新型能源，以取代日益枯竭的传统能源。科学家认为，储量

    丰富的“可燃冰”有望成为这种替代品，是未来理想的新型战略能源。我国科学家张洪涛博士认为，可燃冰将成为“后石油时代”的重要替代能源。

   二、“可燃冰”的发现及研究现状

   1.可燃冰的发现历程

    19世纪30年代初，人们开始注意到天然气输气管线中形成的可燃冰（天然气水合物）。因为水合物造成的天然气输气管道堵塞问题给天然气工业带来许多麻烦。1934年，前苏联在西伯利亚地区被堵塞的天然气输气管道里首先发现了天然气水合物。同年，美国学者Hammerschmidt发表了水合物造成天然气输气管线堵塞的有关数据，人们开始更加详细地研究天然气水合物和它的性质。

   2.可燃冰实验合成历史

    1810年，英国学者HumphrgDavy在伦敦皇家研究院首次合成氯气水合物。气水合物（GasHydrate）一词最早出现在Davy次年所著的书中。在这以后的一百二十多年中，人们仅通过实验室来认识水合物。1832年，Faraday在实验室合成氯气水合物，并对水合物的性质作了较系统的描述。其后人们陆续在实验室合成了Br2、SO2、CO2、H2S等的气水合物。提出了著名的Debray规则“在给定温度下，所有可分解成固体和气体的固态物质都有一个确定的分解压力，其随温度变化。”1884年Roozeboom提出了天然气水合物形成的相理论。此后不久，Villard在实验室合成了CH4、C2H6、C2H4、C2H2等的水合物。1919年，Scheffer和Meijer建立了一种新的动力学理论方法来直接分析天然气水合物，他们应用Clausius—Clapeyron方程建立三相平衡曲线，来推测水合物的组成。

    1990年，中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室科研人员与莫斯科大学列别琴科博士成功进行了天然气水合物人工合成实验。合成实验采用甲烷气体和蒸馏水为原料，恒温恒压下在高压容器中进行。2001年，我国第一个拥有自主知识产权的海洋天然气水合物模拟实验室在中国地质调查局青岛海洋地质研究所建成。并于2001年11月3日成功地合成、取出天然气水合物并点燃。（人民网）

   3.可燃冰的研究现状

    自上个世纪60年代在北极气田的永久冻土下发现天然气水合物以来，许多国家均对这种石油、天然气的替代能源给予关注。“可燃冰”在自然界分布非常广泛，海底以下0到1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。有的国家制订了10年或15年的长期勘查开发规划,预计10年后将实现天然气水合物资源的开发利用。美国和日本最早在各自海域发现了“可燃冰”,而我国直到1999年才开始这方面的研究。科学家预测，地球海底天然气“可燃冰”的蕴藏量约为5╳1018立方米，相当于目前世界每年能源消费量的200倍，据1999年11月日本资源能源厅调查，日本南部海沟蕴藏“可燃冰”的区域可达42000平方公里，储量约为目前日本每年天然气消费量的1400倍。而世界上“可燃冰”的总资源量巨大，其有机炭含量，估算大约相当于全世界已知煤炭、石油、天然气总量的2到3倍，全球“可燃冰”的资源量可满足人类未来1000年的需求。

    在这项研究上，我国与国外相比至少差了20年。国家基金委已经制定了这方面的研究项目计划。继“八六三计划”后，正在制定中的“九七三计划”也有“可燃冰”的研究项目。我国拥有丰富的海洋资源，据《北京晚报》2003年9月7日报道：据中国地质调查局的前期调查，我国仅西沙海槽就已初步圈出“可燃冰”的分布面积5242平方公里天然气资源量估算4.1万亿立方米。按成矿条件推测，整个南海的天然气资源量相当于700亿吨石油，是我国常规油气资源的一半。

    三、“可燃冰”的开发前景

    天然“可燃冰”呈固态，不会象石油开采那样自喷出来。如果把它一块块搬出，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。近日，日本开采“可燃冰”的试验在加拿大的西北部进行，在试验中，工作人员打了一口深1200米的钻井，井一直通到“可燃冰”层，通过井注入温水后，“可燃冰”的甲烷便溶在了温水中，然后把溶有甲烷的温水再抽回地面，进行分离得到甲烷。

    近年来，随着“可燃冰”利用与开发研究在全球的不断“升温”，中国在“可燃冰”的探测上也加大了力度。早在2000年，广州市海洋地质调查局就利用地震波探测海底地表反射，在南海区域发现了一条“可燃冰”带，经初步判定，其能源总量估计相当于全国石油总量的一半。

    2003年4月至6月，广州海洋地质调查局“海洋四号”调查船在我国南海北部海域发现冷泉！这是我国首次在海洋勘探中发现冷泉这一可燃冰存在的可靠标志。目前，该结论已得到了国际“可燃冰”知名资深专家、德国基尔大学（GERMAR）海洋地球科学研究中心主任Erwin·Suess教授的认同，他认为这一发现首次证实中国南海存在与“可燃冰”相关的冷泉。冷泉的发现以及广州海洋地质调查局前期在“可燃冰”勘探方面取得的地球物理学证据都只是提供了南海北部海域存在着“可燃冰”的间接证据，目前还无法拿到“可燃冰”的直接样品。因为“可燃冰”存在于低温和高压的条件下，因此要拿到“可燃冰”样品必须拥有一种保压保温的取样设备，目前广州海洋地质调查局正在进行这一保压保温取样设备的科学研制工作。

    四、我国青藏高原发现可燃冰拓宽人类探寻能源视野

   据中国之声《央广新闻》2009年9月25日11时20分报道，国土资源部今天上午召开新闻发布会，通报了青藏高原发现可燃冰的消息。这是我国继在07年5月在南海北部钻获出天然气水合物之后，又一个重大的突破。 

    2008年11月，国土资源部组成的科研人员在青海祁连山的南园钻探到天然气水合物的实物样品。今年六月份经过继续钻探，又获得了宝贵的实物样品，并且进行了室内的鉴定。

    新发现的可燃冰在青藏高原祁连山南园永久冻土层的下面，井深是130到396米，成分组成主要是甲烷气体，是一种纯度很高的新类型水合物资源。天然气水合物是后石油时代的重要替代能源，专家表示，我国在冻土区发现了潜在的资源，将会极大地开拓人类寻找新资源的视野，而且为经济社会可持续发展提供新型的能源。（中国广播网王锐）

    五、“可燃冰”缘何首在青海祁连山冻土带发现？

    此次在青海发现“可燃冰”，使我国成为世界上第一次在中低纬度冻土区发现天然气水合物的国家，也是继加拿大1992年在北美麦肯齐三角洲、美国2007年在阿拉斯加北坡通过国家计划钻探发现天然气水合物之后，在陆域通过钻探获得天然气水合物样品的第三个国家。

    青海能够成为我国陆域“可燃冰”的首个“现身地”，有如下几个原因，国内首位倡导研究我国陆域可燃冰存在的科学家张洪涛博士这样说：

    首先，青海有着面积广、厚度深的冻土带资源，为可燃冰的存在提供了地质条件。其次，因为甲烷是可燃冰的主要成分，因此可燃冰发现的地方一般都存在油气资源，而青海木里有着丰富的煤矿资源，为可燃冰的形成提供了可能的油气来源。第三，青海木里的交通条件和后勤保障措施，是我国大面积冻土带地区中条件比较好的，也为钻探发现提供了有力支持。第四，因为青海木里煤矿资源的开采和当地地质勘探部门的优良传统，积累了较为完整的当地地质资料，为进一步科学选址提供了科学数据保障。

    可燃冰钻探现场的总指挥、首席科学家祝有海研究员补充到，“青海木里煤矿埋藏浅，只有130-198米，这位伴随的可燃冰开采带来很大有利条件。并且这里的冻土层很薄，以北冰洋周围大陆冻土层600-1000米的厚度为参考，我们这里只有80-120米，也为将来的工程和科研带来极大便利。”祝有海研究员进一步表示，现在我们发现的可燃冰中的气体组分不只是简单的甲烷，还存在丙烷、乙烷等其他气体，组成十分复杂，是一种新型可燃冰，非常值得科学界研究。

   “当然，新世纪以来我们高度重视陆域永久冻土区天然气水合物的调查与研究工作，相信青海木里的可燃冰发现，会给大兴安岭、青藏高原冻土带的可燃冰勘查带来示范性的意义。”张洪涛总工程师表示。

    六、“可燃冰”的开发必将造福国民

   “此次突破，证明了我国冻土区存在丰富的天然气水合物资源，对认识天然气水合物成藏规律、寻找新能源具有重大意义，不仅在地学史上有里程碑意义，也将对我国的经济社会发展产生巨大影响。”张洪涛总工程师介绍到。

    我国是世界上第三冻土大国，冻土区总面积达215万平方公里，具备良好的天然气水合物赋存条件和资源前景。据科学家初略估算，远景资源量至少有350亿吨油当量。

    张总工程师透露，“目前人类对天然气水合物的认识还相当有限。在科技部的支持下，有关项目已经启动，与加拿大、德国等国际合作正在推进。我们有条件、有能力彻底搞清陆域天然气水合物的赋存条件、形成机理和分布特征，海域、陆域齐头并进，加快天然气水合物勘查、评价、开发和环境效应研究。”

   “新中国成立60年来，大庆油田的发现为我国甩掉了贫油国的帽子。可燃冰作为“后石油时代”的重要替代能源，此次发现和随后的研究利用，可以同大庆油田的意义相媲美。这将是新时代地质工作者划时代的贡献。”