最近南海可燃冰试采成功。可燃冰是什么？今天，边肖就给大家科普一下。

水中的甲烷(甲烷冰)，又称甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物或可燃冰，是水的固体形态，晶格中含有大量甲烷(水合物)。起初人们认为只有外太阳系那些温度低、冰频繁的地区才会出现，但后来发现可燃冰存在于地球上很多洋底的沉积物下，甚至在地球大陆上，而且储量也比较丰富。水包气混合物有望成为新时代石油和天然气的替代能源。

水中甲烷复合物存在于低温高压环境中，是浅海生态系统中常见的组成部分。它们通常出现在深海沉积结构中，或者暴露在海底。当上升的气流与海洋深处的冷水接触时，水中甲烷复合体被认为是由地理断层深处的气体迁移、沉淀、结晶和其他作用形成的。

在高压下，甲烷气体水包水包合物可以在18℃保持稳定..甲烷气水化合物的组成一般是1摩尔甲烷，每5.75摩尔水，但这个比例取决于晶格的各种涂层结构中嵌入了多少甲烷分子。观察到的密度约为0.9克/厘米。在标准条件下，一升甲烷气体包合物固体平均含有168升甲烷气体。

甲烷形成结构型水合物，其具有每个单元电池两个十二面体(20个端点，因此20个水分子)和六个四面体(24个水分子)的水笼结构。

可燃冰分子示意图

理化性质

天然气水合物燃烧后几乎不产生任何残渣，其污染比煤、石油、天然气小得多。从物理性质上看，天然气水合物的密度接近并略低于冰，其剪切系数、电解常数和导热系数均低于冰。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。这些差异是地球物理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。

可燃冰的燃烧方程式是:

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

可燃冰的分子结构就像是由几个水分子组成的笼子。

形成可燃冰有三个基本条件:温度、压力和原料。

第一，低温。可燃冰在0-10℃形成，超过20℃就会分解。海底温度一般保持在2-4℃左右；

其次，高压。可燃冰在0℃下只需要30个大气压就可以生成，而在海洋深处很容易保证30个大气压，而且大气压越高，水合物越不容易分解。

最后，充足的空气供应。海底有机质沉积，其中丰富的碳被生物转化，可以产生充足的气源。海底地层是一种多孔介质。在温度、压力、气源等条件下，介质的空 gap内会形成可燃冰晶体。

自20世纪60年代以来，人们在苔原和深海中发现了一种可燃冰。这种“可燃冰”在地质学上被称为天然气水合物。天然气水合物广泛分布于大陆永久冻土、岛屿斜坡、主动和被动大陆边缘脊、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖泊的深水环境中。在标准条件下，单位体积的天然气水合物可以分解产生高达164单位体积的甲烷气体。

天然气水合物是20世纪发现的一种新型矿产资源。它是水和天然气在高压低温下混合产生的固体物质。看起来很像冰雪或者固体酒精，点燃后可以燃烧。它被誉为“可燃水”、“气冰”、“固体气体”，被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源。

全球天然气水合物的储量是现有天然气和石油储量的两倍，具有广阔的开发前景。美国、日本等国已在各自海域发现并开采了天然气水合物。据测算，南海天然气水合物资源量为700亿吨油当量，约为中国陆上石油天然气资源总量的一半。

可燃冰

海底可燃冰

可燃冰

世界常规油气资源消耗巨大，即将枯竭。科学家的评估结果表明，仅在海底区域，可燃冰的分布面积就达到4000万平方公里，占地球海洋总面积的1/4。2011年，全球已发现多达116个可燃冰分布区，其矿层厚度和规模是常规天然气田无法比拟的。科学家估计海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。

可燃冰分布图