一、引言
上世紀60～90年代，科學家在南極凍土帶和海底發現一種可以燃燒的“冰”(又稱天然氣水合物)，這種環保能源一度被看做是替代石油的最佳能源。可燃冰是自然形成的，它們最初來源于海底的細菌。海底有很多動植物的殘骸，這些殘骸腐爛時產生細菌，細菌排出甲烷，當正好具備高壓和低溫的條件時，細菌產生的甲烷氣體就被鎖進水合物中。由于需要同時具備高壓和低溫的環境，它們大多分布在深海底和沿海的凍土區域，這樣才能保持穩定的狀態。“可燃冰”外貌像雪，又類似于固體酒精。
二、什么是“可燃冰”?
可燃冰”是甲烷與水分子的化合物，其學名為 “天然氣水合物”(CH4·H20)，因其呈白色固態結晶體狀，外觀像冰而又極易燃燒而得名。它是在一定條件下由甲烷(即天然氣的主要成分)與水相互作用而形成的，其燃燒所放出的熱量是同體積天然氣的160多倍，且燃燒后同天然氣一樣，幾乎不產生任何殘渣或廢棄物，是一種理想的清潔能源。
天然氣水合物自1965年在前蘇聯西伯利亞聲索亞哈氣田被首次發現礦層以后，又于1970年在高緯度極地永凍層被再次發現，以后又陸續在前蘇聯黑海1950米深處、墨西哥灣深海中的天然冒油點、東太平洋、白令海域及我國青海省祁連山南緣永久凍土帶下等處被發現，于是各國相繼投入巨額經費對其進行研究。經過世界各國政府和科學家的努力，一個世界范圍勘查海底天然氣水合物的戰役已經打響，發現的礦區與日俱增，1980年{K9處，到2008年已猛增到188處。由于受研究程度的限制，現在還很難確定地球上(主要是海底)天然氣水合物的絕對數量，但目前公認的看法是：全球海底天然氣水合物的甲烷資源量是迄今地球上所有已知的煤、石油及天然氣礦床的甲烷總量的兩倍。因此在人們擔心地球上化石能源將被耗盡的今天，這種可望成為21世紀替代煤、石油、天然氣的新型能源礦產，具有巨大的資源潛力和商業價值。
三、“可燃冰”的形成
天然氣水合物(即“可燃冰”，以下同)的形成有
三個基本條件，即：
①溫度不能太高(0℃左右)；
②有較高的壓力(30個大氣壓)；
③有氣源。
在溫度、壓力和氣源三項條件都具備的條件下，便會在介質的空隙中生成天然氣水合物的晶體，自然界具備這些條件的地區大多在深海及冰川地區，因此目前世界上也主要是在海洋發現它。在我國的南海及西北內陸已發現了它的蹤跡，在東海、黃海及青藏高原永久凍土層都存在著極大的儲藏可能性。
目前應用天然氣水合物的困難在于開采，世界上至今都沒有完美的開采方案，這主要是因為開采這種水合物會給生態帶來一系列嚴重問題。因為天然氣水合物中存在著兩種溫室氣體：甲烷和二氧化碳，甲烷是其主要成分，同時也是一種反應快速、影響明顯的溫室氣體。天然氣水合物中的甲烷總量大致是大氣中甲烷含量的3000倍，作為短期溫室氣體，甲烷的溫室效應是二氧化碳的10至20倍，如果在開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中，造成的溫室效應將比二氧化碳更加嚴重。而天然氣水合物這種礦藏，哪怕是受到最，的破壞，甚至是自然的破壞，都足以導致甲烷氣的大量散失而進入大氣中，造成嚴重的環境問題。
天然氣水合物應用的第二個困難在于其運輸，要保證天然氣水合物的完整就必須保持相應的壓力及溫度一一O0C左右及30個大氣壓。否則其便會迅速氣化而散失。
當然，這些問題并不是不能克服的，從技術角度來看，己完全不是問題。只是其經濟代價太高，尚未能達到供工業化生產，供普通用戶使用的地步。目前世界各國都在加大投入進行實用性研究。日本就準備在10年內將其實用化。我國科技界也已開始進行類似的模擬試驗，并取得了初步成功。
因此，天然氣水合物的開發利用就像是一柄“雙刃劍”，需要小心謹慎地對待，在考慮其資源價值的同時，必須充分注意到有關開發利用將給人類帶來重環境災難。
四、“可燃冰”的利用
“可燃冰”的利用，除直接開采使用自然界有的現成資源外，還可以和環境保護工作結合起來，如目前，日本就正在研究從下水道污泥中提取“可燃冰”的實用技術，其基本步驟為：
①把下水道污泥中產生的沼氣集中起來；
②再將沼氣(實際是甲烷)制為可燃冰。
這中間第①步容易做到，普通的污水處理廠也是這樣操作的，但由于其所產生的沼氣中的甲烷含量不固定，加之總量又較少，一般只能就地利用或燃燒掉 (如重慶市唐家橋污水處理廠)，要利用就必須擴大污水處理廠的規模，以增加甲烷的產量。這第②步制 “可燃冰，在技術上也是可行的，我國的青島海洋地質研究所就已經試驗成功了。但要制造“可燃冰”，一要高壓(30個大氣壓)，二要低溫(0℃)，所花的代價 (即生產成本)太高，與制成的可燃冰其體積減少為 原來的1／160左右所帶來的便利相比(且不談高價的儲存運輸設備及帶來的相應危險性)，實在是得不償失。這就像普通的天然氣現在完全可以將其液化后用
罐儲存、運輸，但我們日常使用卻還是采用管道輸送一樣，“非不能也，是不為也”。但從長遠來看，在我市以至全國大量的大型污水處理廠建立起來以后，則應該說是具有一定價值的。實際上，我國燃氣界也已開始關注此事，重慶大學燃氣教研室與重慶燃氣集團已經聯手開始此項工作，并已開始對此類燃氣新技術開
展研發，以此作為燃氣行業的新技術儲備之一。
【鏈接閱讀】可燃冰的開采方案
可燃冰開采方案主要有三種。
◆方案一熱解法
利用。。可燃冰’’在加溫時分解的特性，使其由固態分解出甲烷蒸氣。但此方法難處在于不好收集。海底的多孔介質不是集中為“一片”，也不是一大塊巖石，而是較為均勻地遍布著。如何布設管道并高效收集是急于解決的問題。
◆方案二一一降壓法
有科學家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應使其分解。但它們都面臨著和熱解法同樣布設管道并高效收集的問題。
◆方案三一一置換法
研究證實，將C02液化(實現起來很容易)，注入1500米以下的洋面(不一定非要到海底)，就會生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就會沉入海底。如果將CO。注射入海底的甲烷水合物儲層，因C02較之甲烷易于形成水合物，因而就可能將甲烷水合物中的甲烷分子“擠走”，從而將其置換出來。
但如果“可燃冰”在開采中發生泄露，大量甲烷氣體將分解出來，經由海水進入大氣層。甲烷的溫室效應比CQ要大21倍，因此一旦這種泄露得不到控制，全球溫室效應將迅速增大，大氣升溫后，海水溫度也將隨之升高、地層溫度上升，這會造成海底的“可燃冰，的自動分解，引起惡性循環。因此，開采必須要受控，使釋放出的甲烷氣體都能被有效收集起來海底可燃冰的開采涉及復雜的技術問題，所以目前仍在發展階段，估計需要lo~30年的時間才能投入商業開采。其實，中國、美國、加拿大、印度、韓國、挪威和日本己開始各自的可燃冰研究計劃，其中日本建成7口探井，期望在2010年投入商業開采，美國近年也急起直追，希望在2015年在海床或永久凍土帶進行商業開采。
可見，“可燃冰”帶給人類的不僅是新的希望，同樣也有新的困難，只有合理的、科學的開發和利用， “可燃冰”才會真正的為人類造福。
但由于資源并不易于發展，所以可燃冰的利用并不能在短期內實現。
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