一种潜在的新能源 ——可燃冰
研究人 河北正定中学 1313班 张佳旺 一 、前言：目前，全世界拥有的常规不可再生资源，将在40年或50年后逐渐枯竭。，人类因而面临能源枯竭的危险。然而随着科技探究的发展，一种新能源——可燃冰引起了科学家的注意，也给人类带来一丝希望。科学家估计，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”。因此，我对可燃冰进
行了如下探究。
二、目录：1.能源发展史
2.可燃冰的简介
3.关于可燃冰开采方法的假设
4.可燃冰的前景
5.人们对可燃冰的认知程度
6.附录
三、正文
1.中国能源利用史： 火的认识与利用 ： 在中国距今17050万年以前的北京周口店“北京人”居住的岩洞里，上、中、下部都找到火种在长期的生产和生活实践中，古人类不断总结经验，寻找着人工取火的方法，终于发现钻木可以取火。对火的认识和使用，是人类历史上第一个伟大的化学发现。
煤炭，中国古代称“石炭”“乌薪”“黑金”“燃石”等。最早记载煤的名称和产地的著作是战国时期《山海经》。1975年，根据对河南郑州古荥镇冶铁遗址的挖掘，发现当地从西汉中叶至东汉前期，是以煤为动力冶铁的。北魏地理学家郦道元《水经注〃河上》篇中第一次在文献中记载用煤冶铁。南北朝时我国北方家庭已广泛使用煤取暖、烧饭，唐朝时我国南方也广泛使用煤了。宋朝时，煤炭在京都汴梁已是家用燃料，庄季裕在《鸡肋篇》云：“数百万家，尽仰石炭，无一家燃薪柴火者”即是明证。元朝时，意大利的马可·波罗看到中国用煤盛况，并在他写的《马可〃波罗游记》一书中做了记载，致使欧洲人把煤当成奇闻传颂。明朝时，煤炭已是冶铁的主要燃料。著名科学家宋应星在他的《天工开物》一书中就有关于“冶铁”的记载。中国宋朝时已用焦炭炼铁，1961年在广东新会县发掘出的南宋铁遗址中，除发现有炉渣、石灰石、铁矿石外，还发现焦炭。目前所知，这是世界上用焦炭炼铁的最早实例，说明中国用煤炼焦，比欧洲早了500多年。
石油在古代又称“石漆”“水肥”“石脂”“猛火油”等。最早记载石油的文献是公元1世纪的《汉书〃地理志》。《后汉书〃郡国志注》对石油产地、性质作了较详细的描述：①石油产于石下；②比水轻，像肉汁一样浮在水面，但不能吃，有毒性；③燃烧时，发出明亮的光焰；④有了正式名称-石漆。到了晋时，石油不但用作燃料，还用于机械润滑。北魏至
隋唐时代，中国西北多处发现石油，劳动人民用石油涂牛皮，即可润泽 发展史皮革又可防水。宋朝时，劳动人民开始用含蜡量极高的固态石油制成蜡烛，用以照明。宋朝著名科学家沈括发明用石油作墨，最早把石油用作石油化工原料，他在《梦溪笔谈》中明确提出“石油”一名
天然气的利用：中国古代天然气的开采和掘井技术与盐井开采紧密相连。四川开凿的许多盐井，同时也是天然气井，当时叫火井。最先记载中国用火井煮盐的是晋朝张华所著《博物志》，这在人类能源史上记下了光辉一页，它比英国1668年使用天然气约早十三个世纪。明朝宋应星在著名的《天工开物》一书对火井煮盐作了详细的记述。
生物能源生物能源（又名生物质能）是利用有机物质（例如植物等）作为燃料，通过气体收集、气化（化固体为气体）、燃烧和消化作用（只限湿润废物）等技术产生能源。
2.可燃冰简介：
天然气水合物，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”。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。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。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.
3.可燃冰的开采方法及个人假设
传统开采方法：
(1) 热激发开采法 热激发开采法是直接对天然气水合物层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气的开采方法，热激发开采法可实现循环注热，且作用方式较快。但这种方法至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题，而且只能进行局部加热，因此该方法尚有待进一步完善。
(2) 减压开采法 减压开采法是一种通过降低压力促
使天然
天然气水合物气水合物分解的开采方法，减压开采法不需
要连续激发，成本较低，适合大面积开采，尤其适用于存在
下伏游离气层的天然气水合物藏的开采，是天然气水合物传
统开采方法中最有前景的一种技术。但它对天然气水合物藏
的性质有特殊的要求，只有当天然气水合物藏位于温压平衡
边界附近时，减压开采法才具有经济可行性。
(3) 化学试剂注入开采法 化学试剂注入开采法通过向天然气水合物层中注入某些化学试剂，如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，破坏天然气水合物藏的相平衡条件，促使天然气水合物分解。这种方法虽然可降低初期能量输入，但缺陷却很明显，它所需的化学试剂费用昂贵，对天然气水合物层的作用缓慢，而且还会带来一些环境问题，所以，目前对这种方法投入的研究相对较少
新型开采方法 ：
(1)CO2 置换开采法。方法依据的仍然是天然气水合物稳定带的压力条件。在一定的温度条件下，天然气水合物保持稳定需要的压力比CO2 水合物更高。因此在某一特定的压力范围内，天然气水合物会分解，而CO2 水合物则易于形成并保持稳定。如果此时向天然气水合物藏内注入CO2 气体，CO2 气体就可能与天然气水合物分解出的水生成CO2 水合物。这种作用天然气水合物释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得以持续地进行下去。
(2)固体开采法。固体开采法最初是直接采集海底固态天然气水合物，将天然气水合物拖至浅水区进行控制性分解。首先促使天然气水合物在原地分解为气液混合相，采集混有气、液、固体水合物的混合泥浆，然后将这种混合泥浆导入海面作业船或生产平台进行处理，促使天然气水合物彻底分解，从而获取天然气
个人假设：
1.根据可燃冰易气化的性质可设计类似于天然气罐一样的高压密封箱，
用时经逐级减压，将可燃冰中的甲烷气体放出，然后加以利用。
2.根据可燃冰笼型化合物的特点用碳原子笼或其他笼形结构进而提高化合物的沸点
4.可燃冰的前景
中国能源消耗量日益增长，2009年煤炭、石油等主要能源消耗量约为2000年的两倍。预计2020年的能源消耗量比2010年还要高出
50%。中国已经成为能源进口大国，主要能源进口量逐年递增。按照目前能
源储量和消耗量计算，能源危机将在未来30年凸显。
中国近年来大力扶持新相关公司股票走势
祁连山11.08+0.191.74%
能源产业的发展，然而，由于环境、技术等因素的限制，预计2020年，可再生能源和核能占总发电装机量
的17%，只能缓解化石能源的不足，难以成为能源消耗的支柱。
而全世界已探明海底可燃冰储量，可维持人类能源消耗1000年。
全球能源价格不断攀升，谁能最先掌握替代能源的开发技术，谁就能成为未来30年最重要的经济实体。本文建议有实力的公司，以本次陆上可燃冰开采为契机，突破海底可燃冰开采难题，占领未来能源市场。
专家预计，中国可燃冰资源储量接近于常规石油资源量，约为天然气储量的2倍。
中国可燃冰资源潜力为803.44亿吨油当量，发展空间巨大。
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。
中国已经开始加速可燃冰的项目开发。可燃冰项目作为专题已经向国家能源局作了汇报，申请将列入国家“十二五”规划。地质勘查、开发应用等专项规划也已经开始加快推进。可燃冰与脱碳
项目捆绑
建立可燃冰开采和脱碳技术结合的联合投资计划，将大大增加项目的经济可行性。中国承诺在2020年碳排放比2005年降低40%~50%。脱碳项目和可燃冰项目同时申请，将抵消可燃冰排放二氧化碳带来的
温室效应。
与地方政府合作，建立绿色发展项目，解决当地就业问题将大大提升合作项目的机会。参照风能等新能源项目的发展过程，地方政府在此类新型项目的审批过程中有很大的决定权。地方政府在审批风
能项目时，会要求优先使用本地的企业资源。
可燃冰开采及进一步的运输、利用等环节可以解决大量的当地人员就业问题。地方政府对于有利
于地方经济发展及就业问题解决的项目提供最大力度的支持。
四、总结：
可燃冰真正的未来，在于海底可燃冰的勘探，它将成为人类能源危机的最好替代品。陆上可燃冰仅在青海省发现，未来陆上可燃冰勘探的前景不明朗。除了海岸线附近，可燃冰基本埋藏在海底。可燃冰的巨大储量存在海底，可以说是取之不尽，用之不竭。可燃冰满足人类1000年内的能源需求，且广泛分布于海底、冰川等地。相信二十一世纪将是可燃冰的时代。为了全人类的生存，让我们青少年一起为之不懈努力。
五、参考文献：
1.百度百科
2.高中选修5课本
3.《科学视野》杂志
五、致谢：
1.对所有教育教导我的老师们献上忠心的谢意
2.对所有协助我的同学表示由衷感谢
一种潜在的新能源 ——可燃冰
研究人 河北正定中学 1313班 张佳旺 一 、前言：目前，全世界拥有的常规不可再生资源，将在40年或50年后逐渐枯竭。，人类因而面临能源枯竭的危险。然而随着科技探究的发展，一种新能源——可燃冰引起了科学家的注意，也给人类带来一丝希望。科学家估计，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”。因此，我对可燃冰进
行了如下探究。
二、目录：1.能源发展史
2.可燃冰的简介
3.关于可燃冰开采方法的假设
4.可燃冰的前景
5.人们对可燃冰的认知程度
6.附录
三、正文
1.中国能源利用史： 火的认识与利用 ： 在中国距今17050万年以前的北京周口店“北京人”居住的岩洞里，上、中、下部都找到火种在长期的生产和生活实践中，古人类不断总结经验，寻找着人工取火的方法，终于发现钻木可以取火。对火的认识和使用，是人类历史上第一个伟大的化学发现。
煤炭，中国古代称“石炭”“乌薪”“黑金”“燃石”等。最早记载煤的名称和产地的著作是战国时期《山海经》。1975年，根据对河南郑州古荥镇冶铁遗址的挖掘，发现当地从西汉中叶至东汉前期，是以煤为动力冶铁的。北魏地理学家郦道元《水经注〃河上》篇中第一次在文献中记载用煤冶铁。南北朝时我国北方家庭已广泛使用煤取暖、烧饭，唐朝时我国南方也广泛使用煤了。宋朝时，煤炭在京都汴梁已是家用燃料，庄季裕在《鸡肋篇》云：“数百万家，尽仰石炭，无一家燃薪柴火者”即是明证。元朝时，意大利的马可·波罗看到中国用煤盛况，并在他写的《马可〃波罗游记》一书中做了记载，致使欧洲人把煤当成奇闻传颂。明朝时，煤炭已是冶铁的主要燃料。著名科学家宋应星在他的《天工开物》一书中就有关于“冶铁”的记载。中国宋朝时已用焦炭炼铁，1961年在广东新会县发掘出的南宋铁遗址中，除发现有炉渣、石灰石、铁矿石外，还发现焦炭。目前所知，这是世界上用焦炭炼铁的最早实例，说明中国用煤炼焦，比欧洲早了500多年。
石油在古代又称“石漆”“水肥”“石脂”“猛火油”等。最早记载石油的文献是公元1世纪的《汉书〃地理志》。《后汉书〃郡国志注》对石油产地、性质作了较详细的描述：①石油产于石下；②比水轻，像肉汁一样浮在水面，但不能吃，有毒性；③燃烧时，发出明亮的光焰；④有了正式名称-石漆。到了晋时，石油不但用作燃料，还用于机械润滑。北魏至
隋唐时代，中国西北多处发现石油，劳动人民用石油涂牛皮，即可润泽 发展史皮革又可防水。宋朝时，劳动人民开始用含蜡量极高的固态石油制成蜡烛，用以照明。宋朝著名科学家沈括发明用石油作墨，最早把石油用作石油化工原料，他在《梦溪笔谈》中明确提出“石油”一名
天然气的利用：中国古代天然气的开采和掘井技术与盐井开采紧密相连。四川开凿的许多盐井，同时也是天然气井，当时叫火井。最先记载中国用火井煮盐的是晋朝张华所著《博物志》，这在人类能源史上记下了光辉一页，它比英国1668年使用天然气约早十三个世纪。明朝宋应星在著名的《天工开物》一书对火井煮盐作了详细的记述。
生物能源生物能源（又名生物质能）是利用有机物质（例如植物等）作为燃料，通过气体收集、气化（化固体为气体）、燃烧和消化作用（只限湿润废物）等技术产生能源。
2.可燃冰简介：
天然气水合物，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”。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。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。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.
3.可燃冰的开采方法及个人假设
传统开采方法：
(1) 热激发开采法 热激发开采法是直接对天然气水合物层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气的开采方法，热激发开采法可实现循环注热，且作用方式较快。但这种方法至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题，而且只能进行局部加热，因此该方法尚有待进一步完善。
(2) 减压开采法 减压开采法是一种通过降低压力促
使天然
天然气水合物气水合物分解的开采方法，减压开采法不需
要连续激发，成本较低，适合大面积开采，尤其适用于存在
下伏游离气层的天然气水合物藏的开采，是天然气水合物传
统开采方法中最有前景的一种技术。但它对天然气水合物藏
的性质有特殊的要求，只有当天然气水合物藏位于温压平衡
边界附近时，减压开采法才具有经济可行性。
(3) 化学试剂注入开采法 化学试剂注入开采法通过向天然气水合物层中注入某些化学试剂，如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，破坏天然气水合物藏的相平衡条件，促使天然气水合物分解。这种方法虽然可降低初期能量输入，但缺陷却很明显，它所需的化学试剂费用昂贵，对天然气水合物层的作用缓慢，而且还会带来一些环境问题，所以，目前对这种方法投入的研究相对较少
新型开采方法 ：
(1)CO2 置换开采法。方法依据的仍然是天然气水合物稳定带的压力条件。在一定的温度条件下，天然气水合物保持稳定需要的压力比CO2 水合物更高。因此在某一特定的压力范围内，天然气水合物会分解，而CO2 水合物则易于形成并保持稳定。如果此时向天然气水合物藏内注入CO2 气体，CO2 气体就可能与天然气水合物分解出的水生成CO2 水合物。这种作用天然气水合物释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得以持续地进行下去。
(2)固体开采法。固体开采法最初是直接采集海底固态天然气水合物，将天然气水合物拖至浅水区进行控制性分解。首先促使天然气水合物在原地分解为气液混合相，采集混有气、液、固体水合物的混合泥浆，然后将这种混合泥浆导入海面作业船或生产平台进行处理，促使天然气水合物彻底分解，从而获取天然气
个人假设：
1.根据可燃冰易气化的性质可设计类似于天然气罐一样的高压密封箱，
用时经逐级减压，将可燃冰中的甲烷气体放出，然后加以利用。
2.根据可燃冰笼型化合物的特点用碳原子笼或其他笼形结构进而提高化合物的沸点
4.可燃冰的前景
中国能源消耗量日益增长，2009年煤炭、石油等主要能源消耗量约为2000年的两倍。预计2020年的能源消耗量比2010年还要高出
50%。中国已经成为能源进口大国，主要能源进口量逐年递增。按照目前能
源储量和消耗量计算，能源危机将在未来30年凸显。
中国近年来大力扶持新相关公司股票走势
祁连山11.08+0.191.74%
能源产业的发展，然而，由于环境、技术等因素的限制，预计2020年，可再生能源和核能占总发电装机量
的17%，只能缓解化石能源的不足，难以成为能源消耗的支柱。
而全世界已探明海底可燃冰储量，可维持人类能源消耗1000年。
全球能源价格不断攀升，谁能最先掌握替代能源的开发技术，谁就能成为未来30年最重要的经济实体。本文建议有实力的公司，以本次陆上可燃冰开采为契机，突破海底可燃冰开采难题，占领未来能源市场。
专家预计，中国可燃冰资源储量接近于常规石油资源量，约为天然气储量的2倍。
中国可燃冰资源潜力为803.44亿吨油当量，发展空间巨大。
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。
中国已经开始加速可燃冰的项目开发。可燃冰项目作为专题已经向国家能源局作了汇报，申请将列入国家“十二五”规划。地质勘查、开发应用等专项规划也已经开始加快推进。可燃冰与脱碳
项目捆绑
建立可燃冰开采和脱碳技术结合的联合投资计划，将大大增加项目的经济可行性。中国承诺在2020年碳排放比2005年降低40%~50%。脱碳项目和可燃冰项目同时申请，将抵消可燃冰排放二氧化碳带来的
温室效应。
与地方政府合作，建立绿色发展项目，解决当地就业问题将大大提升合作项目的机会。参照风能等新能源项目的发展过程，地方政府在此类新型项目的审批过程中有很大的决定权。地方政府在审批风
能项目时，会要求优先使用本地的企业资源。
可燃冰开采及进一步的运输、利用等环节可以解决大量的当地人员就业问题。地方政府对于有利
于地方经济发展及就业问题解决的项目提供最大力度的支持。
四、总结：
可燃冰真正的未来，在于海底可燃冰的勘探，它将成为人类能源危机的最好替代品。陆上可燃冰仅在青海省发现，未来陆上可燃冰勘探的前景不明朗。除了海岸线附近，可燃冰基本埋藏在海底。可燃冰的巨大储量存在海底，可以说是取之不尽，用之不竭。可燃冰满足人类1000年内的能源需求，且广泛分布于海底、冰川等地。相信二十一世纪将是可燃冰的时代。为了全人类的生存，让我们青少年一起为之不懈努力。
五、参考文献：
1.百度百科
2.高中选修5课本
3.《科学视野》杂志
五、致谢：
1.对所有教育教导我的老师们献上忠心的谢意
2.对所有协助我的同学表示由衷感谢