2004年，青海煤炭地質105隊的鑽探隊員們從西寧出發，穿過天峻縣，北上到達鑽探目的地——木裡

在藏語裡面，“木裡”意為“有煤的地方”，而105隊此行的目的也是為了探明該地煤炭的儲藏情況。

對於經驗豐富的隊員而言、鑽孔探煤這樣的事兒可謂輕車熟路，但此次從地裡鑽出來的東西不只有夾雜著煤炭的凍土泥漿，還湧出了一股不明氣流。

隊員隨手用打火機點了一下，“噗”的一聲，伴隨著鑽孔上方躥出了湛藍色的火苗，我國中低緯度凍土地區存在可燃冰才算真正被載入史冊。

什麼是可燃冰

可燃冰其實就是天然氣水合物，它是由小分子氣體在一定壓力以及溫度下與水作用生成的冰狀晶體。單看外觀它看起來和普通的冰塊無異，但因為含可燃氣體，可以直接點著。

這些可燃氣體就是甲烷、乙烷，我們可以用它來發電、生產化工原料。與石油以及煤炭相比，可燃冰清潔無汙染之外，它的儲量也遠遠領先另外兩者。有資料顯示，全球可燃冰含量約為2.1*10^16m3，其總有機碳（TOC）總量是煤炭、石油以及天然氣總和的兩倍。誇張點說，按照這個全球儲量，滿足人類用1000年沒有問題，你看星際爭霸那些農民頭採的能量晶體不正是可燃冰嗎？

（可燃冰全球含量極其豐富）

（500年後，可燃冰還是人類賴以生存的能源，至少Blizzard能證實這個事兒？）

另外，可燃冰還廣泛分佈於海洋以及凍土帶，目前全球已經有116個地區發現了水合物存在的標誌或實物樣品，其中陸地（凍土帶）38處，海洋環境78處。

（太公分豬肉，人人有份不用搶）

除了儲量多、分佈廣之外，可燃冰的能量密度也高，單位體積的固態可燃冰就能釋放150～180倍的甲烷氣體（1m³可燃冰能釋放164m³的甲烷）。按照目前國內燃氣發電機組效率計算，每標準立方的甲烷（約0.71kg）就能發電3.59kWh，相比之下，1kg的煤炭發電量僅為3.3kWh，因此用甲烷發電比煤炭更高效。此外，甲烷燃燒生成的只有二氧化碳和水，沒有氮化物以及硫化物，因此對環境也明顯友善得多。

（來自@ worldoceanreview.com）

儲量多、能量密度高、清潔無汙染，如果能被商業化利用，那必然能大幅降低人類對傳統化石能源的依賴。因此可燃冰也被譽為21世紀最理想的替代能源。

可燃冰怎麼開採

可燃冰的開採，實質就是破壞它的穩態，把“囚禁”在冰裡面的甲烷釋放出來。考慮到可燃冰是在低溫、高壓的條件下形成，因此開採的原理簡單來說就是加熱水+降壓。

目前主流的開採方式有兩種，分別是傳統開採法以及新型開採法。其中傳統開採法又細分三類，分別是降壓開採、注熱開採以及注化學試劑開採。而新型開採法則細分CO2-CH4置換開採以及降壓注熱聯合開採兩類。目前我國南海的試採專案就利用了降壓開採以及CO2-CH4置換開採兩種方法。

簡單科普一下兩種開採方法：

降壓開採法透過降低儲層壓力引發可燃冰的分解，從而達到開採目的。

簡單來說就是把一根管子懟到可燃冰層，這時候位於管子下方的可燃冰壓力會下降，壓力下降，穩態被打破，可燃冰就會溶解，接著可燃氣體就會析出並沿著管子到達地表。降壓開採法成本低，可用於大面積的開採，但缺點是形成的地底空腔會降低海床的強度，從而帶來滑坡風險，畢竟在那海床上面的可是水而不是空氣呀…

（降壓開採法示意圖）

為了避免空腔的形成，就必須要用另外一種物質去替代析出的甲烷從而形成新的水合物進行回填，這便是CO2-CH4置換開採法。

從CH4-CO2-H2O相平衡圖可以看到，在A、B區域對應的溫度以及壓力下，CH4水合物和CO2水合物可以共存，整個置換過程簡單來說就是CO2代替CH4進入到水合物的籠形結構當中，從而形成穩定（新的）CH4-CO2-H2O水合物。

（CO2替代CH4，形成穩定的CH4-CO2-H2O水合物）

說到可燃冰在開採方面的研究，最早可以追溯到前蘇聯時期。在上世紀60年代，前蘇聯就在西伯利亞永久凍土區發現了世界上第一個具有商業開採價值的可燃冰氣田——麥索雅哈氣田，而我國則在2008年底成功在祁連山凍土區鑽取到可燃冰的實驗樣品。

至於最早開採出可燃冰的國家則是德國，隨後日本在2013年、2017年曾兩次嘗試開採，只是因為出沙等技術原因都宣佈失敗。我國則是首個能實現穩定開採的國家。

*我國能實現連續一週產氣，最高單日產氣量3.5萬立方米。日本2次共18天總產氣量3.5萬立方米。

可燃冰開採有多危險

在自然界，可燃冰並不會一直穩定存在，溫度、壓力條件的變化會使其穩定帶的範圍不斷改變，在碳迴圈的大鏈條上，它不斷形成又不斷分解，就像天上的雲朵一樣。只是對於人類而言，它是一種潛在經濟效益極高的資源。

可是，如果可燃冰開採不當很可能會誘發生態災難，最顯而易見的就是海底地層的“山體滑坡”，若回填不當，可燃冰分解形成的空腔會削弱地層強度從而引起滑坡，就像煤礦塌陷一樣。而不受控的分解則會導致地層下方氣體壓力過大，從而導致氣體爆炸，炸成大坑。別以為距離我們數百海里的滑坡或者水下爆炸與我們無關，因蝴蝶效應而產生海嘯的案例比比皆是。

（因可燃冰分解造成的著名海底滑坡“Storegga Slide”，黃色字就是引起海嘯的高度）

除此之外，可燃冰分解所釋放的甲烷也會和海水中的氧氣發生反應，生成碳酸氫根，讓海水變成了可樂。酸化的海水會嚴重影響海洋生物的鈣質外骨骼形成（簡單來說就是扇貝長不出殼了），引發大面積的物種死亡，最終影響到海洋食物鏈，人類也開始“無啖好食”。

（酸化的海洋壞境會溶解貝殼類生物）

那麼難，還採來幹嘛

在回答這個問題之前先看一組資料，1977～2017年，全球能源消費結構呈現出石油下降、煤炭平穩，天然氣等清潔能源快速發展的趨勢，其中2017年全球天然氣平均佔比23.8%，但問題是我國天然氣僅佔6.6%，煤炭依舊佔了60%以上。

(天然氣在各國能源消費結構當中的佔比)

大量的煤炭燃燒正是我國嚴重空氣汙染的主要元兇，以煤炭為主的能源結構也讓很多人質疑在國內使用電動車究竟是否真的環保。為此，國家也制定了相應的政策去提升清潔能源在消費結構當中的佔比，例如到2030年，天然氣就要提升到30%。但問題是，我國天然氣產能嚴重不足，現在還需要大量進口。

自2018年開始，我國就成為全球第一大天然氣進口國，其中管道氣佔比41%，主要來自哈薩克和烏茲別克，LNG佔比59%，主要來自澳大利亞、卡達、印尼等國。因為進口，成本自然就居高不下，有一份資料顯示，目前天然氣的每度電淨髮電成本是煤炭的7倍，難怪不想用天然氣發電了。（*管道氣、LNG百分比參考2018年資料）

（漂洋過海來到中國的液化天然氣）

進口天然氣除了讓發電成本激增之外，也直接影響到我們的日常生活，畢竟在天然氣的消費結構中，有20%的比例都是居民用氣以及車輛用氣。

從技術的角度看，目前有兩項技術有望扭轉我國在天然氣產能方面的劣勢，第一個是頁岩氣開發，第二就是可燃冰的開採了。

中國的頁岩氣儲量約31萬億立方米，可採儲量世界第一，不過因為中國頁岩氣地質結構種類眾多，不能直接套用美國那套技術，因此截至目前，我國的頁岩氣開採專案整體進展不如可燃冰。

當然，我國可燃冰儲量集中在南海以及青海，而考慮到南海更靠近東部城市，因此在這裡開採可燃冰還能順帶解決西氣東輸衍生的階梯氣價問題。

（即便有西氣東輸，東部沿海城市的用氣成本也遠高於西部。）

“天然氣車”與“新能源車”

在我國的新能源車定義裡面，天然氣車（或稱燃氣車）並不屬於新能源車，因為天然氣和石油、煤炭同屬化石能源。

但顯而易見的是，天然氣車確實清潔且環保，另外它還不用擔心廢舊電池帶來的汙染問題，技術也足夠成熟（CNG、LNG車早就滿街跑了）。因此個人認為，天然氣車理應歸入新能源車佇列。

至於國家不大力發展這類車的原因，估計還是出於天然氣依存度以及某些戰略層面的考慮，畢竟花了那麼多錢扶持電動車，就是想帶動電池、充電樁、車聯網等新興產業的發展，從而帶來新的機會，如果能“順便”形成技術壁壘就最好了。

因此天然氣車的錯，就錯在它還用著傳統的內燃機…

不過再想一下，萬一哪天南海的可燃冰可以大規模開採了，天然氣車又能不能再一次走上舞臺呢？