什么是可燃冰能源（你知道可燃冰是如何形成的吗）
5月18日中共中央、国务院电贺我国海域天然气水合物试采成功。随之媒体铺天盖地的报道，手机刷爆了屏幕。那么到底可燃冰是什么？其发展前景如何？中国在可燃冰研究与开发的水平所处的位置如何？等等这些问题，笔者将发表系列文章，以便让广大读者朋友对可燃冰有一个比较清楚的了解。
1.可燃冰是什么？
可燃冰，又称天然气水合物(Gas drates)，也有称甲烷水合物(Methane hydrate)，是类似于冰的天然气和水的组合体，在自然界中天然形成的，数量巨大。一个可燃冰分子中，其水大约占85%，水分子与甲烷形成结晶的晶体，这种晶体稳定，甲烷分子被水分子包围。水分子形成空腔由甲烷分子充填。在甲烷型可燃冰中，为了保存稳定，这些空腔至少有70%是由甲烷分子所充填。实际上，这个充填率通常高达95%以上。
(from Lasse Amundsen & Martin Landdro)
(from FrozenHeart)
在海底或者极地地区之下沉积物中发现的甲烷型天然气水合物在高压和低温下是稳定的。几乎没有人看到过固体天然气水合物。不仅是它们位于气候恶劣且人通常难以到达的极地地区，而且还由于它们被取出到地表后很快就融化分解了，分解成液态水和气态甲烷。
(from Lasse Amundsen & Martin Landdro)
下面贴出几张国外发布的相关几张图片，以便大家对可燃冰世界研究与发展进展有个印象，随后进行相关报道。
永久冻土带中天然气水合物稳定区(Source: Courtesy SEG)
海洋中天然气水合物稳定区
目前已知的世界可燃冰分布区
全球可燃冰资源及其分布情况(Source:Johnson, 2011)
天然气水合物研究主要里程碑(from Frozen Heart)
2002年，加拿大在北极地区进行生产测试(from Frozen Heart)
A distant view of the Second onshore Gas Production Test site (left)、Flares of methane gas produced in the second Winter Test (right)
日本2008年第二个冬季MH21测试情况。这次测试中，MH21井连续生产5.5天，累计生产13000立方米，比2007年第一个冬季陆上生产测试获得470立方米要多的多。
国外海上测试情况(from Frozen Heart)
2.可燃冰是怎么形成的？
在高压和低温条件下，只要有足够的甲烷和水，就能自然形成可燃冰(甲烷气水合物，以后没有特别指出，可燃冰就是只天然气水合物，天然气水合物就是可燃冰)。甲烷本身是通过埋藏在沉积物中有机碳分解而产生的，这些甲烷会向上运移。在合适的条件下，这些甲烷与水结合，就会形成天然气水合物。
在天然气水合物稳定区(Gas Hydrate Stablity Zone，简写GHSZ)，天然气水合物可以自然形成，在那个埋深下，压力和温度条件都是适合天然气水合物形成的。准确的GHSZ在什么地方以及其分布范围则取决于当地的条件。
在北极地区，气候寒冷，具有很厚的永久冻土带(permafrost)，典型的GHSZ顶部大概在地表以下300到400米左右，通常出现在永久冻土带的中部区域。在相对厚的永久冻土带地区，GHSZ常常可以延展到永久冻土带基底以下500米以上(图1)。
图1 永久冻土带—永久冻土带背景下天然气水合物稳定区(GHSZ)。压力-温度相边界(理想化的)以绿色曲线显示，当地地温梯度(假设的)是以红色表示的。在永久冻土带，GHSZ一般在埋深100到300米开始，可以延展到永久冻土带以下数百米深(典型的在150到600米深)。
