编者按："可燃冰"，一种深埋於海底的能源，一种听着有些陌生的能源。前几年隐隐约约听说找到了这种能源，但过了这么长时间，也没有听说哪个国家研发出开采和利用的技术。它到底是以什么样的形态存在？有了“可燃冰”是不是我们就不用担心地球能源会消耗殆尽？带着这些疑问我们邀请到中国石油（北京）大学陈光进教授6月7日10:30做客网易新闻中心嘉宾访谈室与各位网友一起聊聊这个“可燃冰”。
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名词解释"可燃冰" |
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“可燃冰”其实就是甲烷水合物，是气体水合物的一种，气体水合物自然界其实很多，就是一些小气体，甲烷、乙烷和二氧化碳和水结合时形成一种笼状的晶体物质，水分子通过气体形成一些笼子，然后把气体包在笼子之中，就形成了水合物。目前常见的有三中结构，结构一、结构二和结构H。我们说的“可燃冰”就是结构一，甲烷或乙烷形成的水合物，对自然界里的水合物，我们通常把它叫做天然气水合物，
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“可燃冰”可能是最后的自然能源 |
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我们说的天然气水合物实际上主要成分就是甲烷，甲烷水合物的生成需要较高的压力和较低的温度，海底温度一般假设3度，这时候水合物的生成压力大概要30几公斤的压力。30多公斤就相当于300多米水深。水合物一般形成需要海底水深500米以上，我们这次发现的水合物就在1200米水深。 |
| 如果没有压力要想形成“可燃冰”则需要零下七十六度的气温 |
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| 人类要开采埋藏于深海的可燃冰，尚面临着许多新问题。有学者认为，在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏，都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外，陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难，一旦出了井喷事故，就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。[阅读全文]
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生物成因：沉积物中的有机物氧化掉以后产生二氧化碳，二氧化碳被甲烷菌吃掉从而转化成甲烷，如果温度和压力条件合适的话，和周围的水转化为水合物。生物成因的水合物一般来说比较分散。因为它的来源比较分散，有点有机质，产生点二氧化碳，被细菌吃掉，然后产出一点甲烷。像我们这次找到的水合物我估计可能是生物成因的，因为生物成因的最大特点就是甲烷浓度高，这次我们找到的甲烷浓度高达99.7%，一般来说我们认为气体里，乙烷和丙烷的炭比例超过100的话那就是，现在我们发现的99.7%，剩下的0.3%全部是乙烷的话，它的比例也远远大于100了。
热成因：地层深部的干酪根热解产生的天然气，产生一种气体，这个气体就不仅是甲烷了，还有乙烷，丙烷。热成因一般来说需要一些通道，往上走的时候遇到合适的条件，到了浅层以后，温度降下来，压力又合适，最后生成水合物，这样的水合物一般饱和度比较高。气比较集中，不像生物成因的水合物很分散。像墨西哥湾发现的水合物，肯定是热成因的，因为气体冒上来了，在这个地方集中形成一个水合物，这样的水合物开采价值是比较高的。而且热成因的水合物，一般底下往往还有常规的天然气场，我们可以先开下面的天然气，然后再开上面的水合物。 |
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“可燃冰”现在不能开采也开采不了 |
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| “可燃冰”可能是上帝设置的一个陷阱——全球气温升高 |
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如果按照常规采天然气的方式，假设把水合物分解掉，假设涉及面积很广的话，那么这些气体可能不会按照我们人为设计的通道分解，它自己就会溜掉。如果跑到大气层来，它可能就会对气侯环境造成恶劣的影响，因为甲烷的温室效应是二氧化碳的24倍，跑到大气层以后，一个是破坏我们的海洋环境，海里有很多的氧气，甲烷进入水体以后，会消耗掉大量的氧气，氧气要跟甲烷反应，就会产生二氧化碳，消耗掉了氧气又产生这么多二氧化碳，我们的海底生物就会死掉。有一部分泄露到大气中以后会引起全球温度升高，全球温度升高以后又会导致海水温度升高，海水温度升高又会导致海底水合物的进一步分解，这样会造成一种恶性循环，就会使人类的生存环境造成破坏。 |
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还有一个担忧，水合物的存在能保持沉积层机械的稳定性，它有一个胶接效应，水合物生成以后把沉积物的颗粒粘在一块，它就是一个整体。假设你把它分解掉了，整个就变成松散的分解体了，然后可能造成海底滑坡，这也是地质灾害。 |
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“可燃冰”的开采遇到的技术问题 |
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科学家想到把地球上人类活动所产生的温室气体——二氧化碳搜集起来，通过分离纯化，提纯，再把它注入到有水合物的地层里，让二氧化碳把甲烷从水合物里置换出来。因为二氧化碳比甲烷更容易形成水合物，这时候就没有相变，因为水合物还在这儿，而水合物分解需要大量的热量，把二氧化碳注入进去以后，只是把甲烷置换出来了，水合物还在，这时候需要的热量就少，或者说不需要热量，甲烷出来了，二氧化碳又埋进去了，这不是一举两得吗？把温室气体也处理掉了。[以上只是科学家的设想，还有成熟的解决方案] |
| 最容易的商业开采模式——只能开采部分符合条件的气床 |
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和常规的气藏开采结合起来，先把水合物下面的气藏开采了，或者把气藏掏空了，压力降下来了，让水合物分解以后，气体慢慢往气床里注，然后再从气床里把气开采出来。这可能是商业开采最有可能采用的方法。[普通的开采技术中，比如减压法、加热法均有可能造成甲烷气体不按照设计通道被人类收集，从而造成大气温度变化，给人类带来灾难。并且商业性开采如果减压法和加热法也还有很多技术问题没有解决。] |
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神奇的火焰在手中燃烧 |
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| 问题：有一个人在船上捧着一块“可燃冰”，火焰就在手上燃烧，下面滴着水。火焰燃烧难道就不烫吗？ |
| 陈光进教授回答：说把水合物捧在手里以后，第一步是因为压力降低了，就要分解，分解过程中它需要吸收大量的热量，水合物的温度不会升高，而是会降下来，一分解，水合物的温度马上就降下来，冒出的气体燃烧，但水合物本身的温度在下降，所以你的手不会烫。
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小调查 |
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陈光进教授简介 |
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1965年11月出生，祖籍湖南桃源。1987年7月毕业于北京化工大学化学工程专业，获学士学位;
1990年3月毕业于天津大学化学工程研究所，获硕士学位，导师为余国琮院士;
1993年6月毕业于天津大学化学工程研究所，获博士学位，导师为余国琮院士；
1993.09—1995.10 在石油大学化学工程和工业化学博士后流动站，做博士后研究，指导教授为郭天民教授；
1995.10—1999.11 石油大学(北京)化工学部副教授、化工热力学教研室主任
1999.11—今 石油大学(北京)化工学院教授、博士生导师、化工系副主任、中国石油天然气集团公司油层物理及渗流重点实验室副主任、油气藏流体相态重点研究室主任。
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访谈图片 |
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陈光进教授与支持人交流
陈光进教授在网易直播室
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