可燃冰的主要成分
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2023年2月16日发(作者：)天然气水合物（NaturalGasHydrate，简称GasHydrate）是分布于深海沉
积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶
物质。因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固
体瓦斯”和“气冰”。
名词解释
天然气水合物
天然气水合物（NaturalGasHydrate，简称GasHydrate）因其外观像冰一样
而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”(英译为：Combustibleice）或者
“固体瓦斯”和“气冰”。它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、
水的盐度、PH值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰
的、非化学计量的、笼形结晶化合物（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相
近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。它可用mCH4·nH2O来表示，m代表水
合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH
4
、
C
2
H
6
、C
3
H
8
、C
4
H
10
等同系物以及CO
2
、N
2
、H
2
S等可形成单种或多种天然气水合物。
形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物
通常称为甲烷水合物（MethaneHydrate）。
天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动
大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。在标准状况
下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是
一种重要的潜在未来资源。
天然气水合物是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源。它是水和天然气
在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质，外貌极像冰雪或固体酒精，点
火即可燃烧，有“可燃水”、“气冰”、“固体瓦斯”之称，被誉为21世纪具
有商业开发前景的战略资源，天然气水合物是一种新型高效能源，其成分与人们
平时所使用的天然气成分相近，但更为纯净，开采时只需将固体的“天然气水合
物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。
天然气水合物使用方便，燃烧值高，清洁无污染。据了解，全球天然气水合物的
储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景，美国、日本等国均
已经在各自海域发现并开采出天然气水合物，据测算，中国南海天然气水合物的
资源量为700亿吨油当量，约相当中国陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。
天然气水合物
中国首次开采出天然气水合物(可燃冰)样品
中国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品“可燃冰”，从而成为继美国、
日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。
2007年5月1日凌晨，中国在南海北部的首次采样成功，证实了中国南海北部
蕴藏丰富的天然气水合物资源，标志着中国天然气水合物调查研究水平已步入世
界先进行列。
可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结
晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎
不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转化
为164立方米的天然气和0.8立方米的水。全世界拥有的常规石油天然气资源，
将在40年或50年后逐渐枯竭。而科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000
万平方公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年，因
而被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。
据悉，迄今为止，全球至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘
探。
可燃冰主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带，比较难以寻找和勘探。新研制
的这套灵敏度极高的仪器，可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、
乙烷、丙烷及氢气的精确含量，由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种
指标。[1]
发展
美、德、日在可燃冰开采走在世界前列。世界上有79个国家和地区都发现了天
然气水合物气藏，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查
勘探。产业洞察网《可燃冰市场调研与发展趋势研究报告》显示1960年，前苏
联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总
采气50.17亿立方米。美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年，美国把可
燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划，计划到2015年进行商业性
试开采。日本关注可燃冰是在1992年，迄今为止，已基本完成周边海域的可燃
冰调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块矿集区，并成功取得可燃冰样本，
首次试开采成功获得气流。
中国起步较晚，可燃冰资源储量丰富。中国从1999年起才开始对可燃冰开展实
质性的调查和研究，我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土
带以及东北冻土带，据粗略估算，其资源量分别约为64.97x10^12m3、
3.38x10^12m3、12.5x10^12m3和2.8x10^12m3。并且已在南海北部神狐海域和青
海省祁连山永久冻土带取得了可燃冰实物样品。[2]
形成条件
可燃冰分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子。
形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。
首先，低温。可燃冰在0—10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持
在2—4℃左右；
其次，高压。可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，
30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。
最后，充足的气源。海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充
足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，
可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成