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科普在线——可燃冰21世纪新能源——可燃冰????什么是可燃冰????通常，人们对能源的认识大多想到的是能燃烧的煤、石油或天然气等，而很少想到晶莹剔透的“冰”。自2 0世纪6 0年代以来，人们陆续在冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”。这种“可燃冰”在地质上被称作天然气水合物（Natural GasHydrate，简称Gas Hydrate），又称“笼形包合物”（Clathrate），分子结构式为：CH4?n H2O，现已证实分子结构式为CH4?8H2O。天然气水合物是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。????天然气水合物有极强的燃烧力。一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。（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）所以固体状的天然气水合物往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下1000米的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。????可燃冰的发现????早在1778年，英国化学家普得斯特里就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。19世纪70年代，美国地质工作者在海洋中钻探时，发现了一种看上去像普通干冰的东西，当它从海底被捞上来后，那些“冰”很快就成为冒着气泡的泥水，而那些气泡却意外地被点着了，这些气泡就是甲烷。据研究测试，这些像干冰一样的灰白色物质，是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态混合物。????1934年，人们在油气管道和加工设备中发现了冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，就是人们现在说的可燃冰。1965年苏联科学家预言，天然气的水合物可能存在海洋底部的地表层中，后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的可燃冰。目前的科研考察结果表明，它仅存在于海底或陆地冻土带内。纯净的天然气水合物外观呈白色，形似冰雪，可以像固体酒精一样直接点燃，因此，人们通俗而形象地称其为“可燃冰”。????可燃冰的成因????可燃冰是天然气分子（烷类）被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。????首先，可燃冰可在0以上生成，但超过20便会分解。而海底温度一般保持在2～4左右；其次，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。海底古生物尸体的沉积物，被细菌分解后会产生甲烷。最后，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。????可燃冰的资源量????世界上绝大部分的天然气水合物分布在海洋里。据估算，海洋里天然气水合物的资源量是陆地上的100倍以上。据最保守的统计，全世界海底天然气水合物中贮存的甲烷总量约为1.8亿亿立方米，约合1.1万亿吨，如此数量巨大的能源是人类未来动力的希望，是21世纪具有良好前景的后续能源。????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，而且燃烧后不产生任何残渣和废气，避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝，把可燃冰称作“属于未来的能源”、“21世纪能源”。????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。科学家的评价结果表明，仅仅在海底区域，可燃冰的分布面积就达4000万平方公里，占地球海洋总面积的1／4。目前，世界上已发现的可燃冰分布区多达116处，其矿层之厚、规模之大，是常规天然气田无法相比的。科学家估计，海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。????世界上可燃冰的分布????本世纪六十年代开始的深海钻探计划(DSDP)和随后的大洋钻探计划(ODP)在世界各大洋与海域有计划地进行了大量的深海钻探和海洋地质地球物理勘查，在多处海底直接或间接地发现了天然气水合物。到目前为止，世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。????因此，从20世纪80年代开始，美、英、德、加、日等发达国家纷纷投入巨资相继开展了本