一、曾被稱為解決21世紀能源危機的關鍵資源

可燃冰是一種天然氣與水在低溫高壓環境中所變成的結晶體，因此可燃冰一般只分布在海洋深處或者高山的凍土區。可燃冰主要有三種結構型別。I型、Ⅱ型、H型。第一種由甲烷、乙烷、二氧化碳、硫化氫等較小直徑的氣體分子和水分子結合而成；第二種由甲烷、乙烷等小分子，丙烷及異丁烷等較大分子和水分子結合而成；第三種由氣體組分中有異戊烷等較大氣體分子和水分子結合而成。

可燃冰分類圖

可燃冰的發現更像是一種對猜想的倒推式驗證，因為早在19世紀初期，就已經能夠在實驗室將天然氣和水在適當的壓力和低溫下產生結晶體，這種結晶體只是物理形態的改變，其化學形態並沒有任何變化。到了20世紀早期，美華人哈默在一次偶然機會下發現在一條被阻塞天然氣輸氣管道中發現了一種可以燃燒的冰晶樣物質。1946年，蘇聯學者斯特里諾夫認為:只要有合適的溫度和壓力，自然界必定會有天然氣水合物的形成！而且他還預言，這種物質必定會像石油、煤炭、天然氣一樣在地球大規模存在。而滿足可燃冰存在的條件的極地地區就極有可能存在可燃冰。終於蘇聯人在1968年在嚴寒的西伯利亞凍土中找到了天然“可燃冰”，美國不久也在和西伯利亞同緯度的阿拉斯加地區找到了“可燃冰”。陸續美國、日本、加拿大、德國、英國等國家分別在不同的海域海底發現了天然“可燃冰”。

開採可燃冰

隨著國際上各個國家對可燃冰的狂熱探索，中國也在99年由國土資源部啟動了可燃冰勘探的工作，將在珠江口海底，青藏高原等地區進行勘探查明中國可燃冰的分佈和儲量。2007年中國首次在南海北部海域獲得可燃冰實體樣本，宣佈中國發現可燃冰，2009年又在青藏高原和祁連山凍土層下方發現儲量可觀的可燃冰，2016年在珠江口海底發現可燃冰。在2002年到2020年中國陸續在多地發現可燃冰。據估計在中國陸地凍土區的可燃冰儲量可達350億噸石油當量，南海北部地區的儲量可達40億噸的石油當量。2017年中國首次可燃冰試採成功，2020年初中國第二次試採點火成功，並超預期量完成開採任務。

2013年日本成功較大規模開採出海底的可燃冰，也使得日本成為世界上首個掌握可燃冰開採挖掘技術的國家。2017中國連續開採超過60天的技術一舉超過日本，成為世界在可燃冰開採領域的領頭羊。目前可燃冰的開採國際上都是在處於實驗性和量產性過度階段。但目前的開採技術也只有很少國家掌握。主要原因是可燃冰的開採會有可能釋放岩石下的甲烷氣體，一旦甲烷氣體不受控的釋放，對地球環境和人類安全健康會造成極大影響，因此世界各個國家在開採問題上顯得謹慎。目前只有中美日俄加等國家掌握小規模開採技術。

可燃冰的碳儲量據估計可達全球煤炭石油儲量的兩倍以上，一旦可以大規模量產開採對解決能源問題又是一條路徑。

中國南海開採可燃冰

可燃冰是海底（或凍土地區）深層（數百米至數千米）的天然氣溢位，或海底（或動圖地區）淺層的生物有機質分解產生的甲烷氣體，在特定條件下聚集產生的固體有機礦產。

可燃冰是一種氣體水合物，它看似冰塊，潔白而多孔，質地比冰塊略軟、略輕。它是一種由水分子做牢籠，將氣體分子囚禁其內的疏鬆固體。能夠“身陷囹圄”的氣體有很多種，如氮氣、二氧化碳、甲烷、乙烷等。當被囚禁的氣體是以甲烷為主的天然氣時，人們就管它叫天然氣水合物，俗稱可燃冰。可燃冰分解時，單位體積的固體可燃冰，能夠釋放150-180倍體積的甲烷氣體和大量的液態水。

形成可燃冰需要四個必備條件：（甲烷）氣體、液態水、較低的溫度和較高的壓力，缺一不可。其中，甲烷要麼由泥沙中的生物遺骸腐敗產生，要麼來自於地下深處天然氣藏滲透上來的天然氣。

生物遺骸腐敗產生甲烷是生活中常見的一種現象，在北國的冬天裡格外常見。在封凍的湖塘冰面上，冰塊裡會形成一連串氣泡，這是湖底有機質腐敗釋放的氣體，主要成分是甲烷。它們隨著湖水一邊凍結一邊聚集，在冰層裡形成層層疊疊的氣泡——鑿冰釋之可點燃。

地下深處天然氣藏內的氣體滲透至地表時，一般被叫做天然氣苗，可以在很多油氣田周圍找到。裡海西岸的亞塞拜然巴庫地區是著名油田，地下豐富的天然氣裹挾稀泥巴湧出地表，形成泥火山，遇火可點燃。這樣的“無源之火”，也許是該地區在古代成為拜火教聖地之一的原因。但巴庫地區並沒有形成可燃冰。自然界裡，只有兩種地方可以同時滿足前述四種條件：數百米深的凍土帶地下，或者一兩千米左右的深湖/深海底部及泥沙深處。它們的溫度和壓力恰好使可燃冰能夠穩定存在，於是也被稱作水合物穩定帶。

所以形成可燃冰有基本條件：溫度、壓力和原材料。首先，可燃冰可在 0℃ 以上生成，但超過 20℃ 便會分解.而海底溫度一般保持在 2~4℃ 左右；其次，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，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。

可燃冰確實是很難得的能源，儲量大能量高無汙染（儲量比石油和天然氣加起來還要大）但目前看來其實也只是看起來很美……

現在最大困境是不敢開採。可以想象海底之下有一片片的天然氣水合物，但很不穩定，動作太大整不好一整片就上來了，對環境影響非常大！（甲烷的溫室效應是二氧化碳的20倍）；

其次，開採成本還是很高，距離商業開採還有一段距離，日本曾說2020年可燃冰實現商業化開採，現在也推遲了；

可燃冰雖好，但每個國家的可燃冰分佈狀況是不一樣的。有的國家可能可燃冰總量不高，但它們都集中在那麼幾個地方，這樣開採成本就低了；有的國家雖然可燃冰總量高，但分佈太分散，這一點那一點，開採成本是非常高的；

現在大部分商業開採可燃冰都是來自凍土層，像俄羅斯之類的，因為還是在陸地開採，因此不管從技術還是成本上都可以實現和接受。但不巧的是大部分的可燃冰埋在海底，凍土層的可燃冰並非是每個國家都享有的特權。