天然气水合物

一种新型清洁能源
天然气水合物Gas Hydrate[2])又称可燃冰、甲烷水合物[2][4],是一种由气体与水形成的并且具有笼状结构的似冰状结晶化合物,[10][1]外观通常呈冰状白色或浅灰色固态结晶物质,[1]是天然气分子被包进水分子中,在低温与压力下结晶形成的。[12]分子式为M·nH₂O,M为气体分子,
为水分子数,[13]一般甲烷为主要气体分子。[4]
天然气水合物硬度和剪切模量小于冰,密度与冰大致相等,热传导率和电阻率远小于冰,[14]具有极强的燃烧能力,燃烧时火苗呈蓝色,[9]在降压或升温等条件下其会逐步发生分解,生成烃类气体和水。[14]通常分布于海底和永久性冻土带,其中,3%分布在极地冻土带、内陆海及湖泊,97%分布在海洋。[15]据推断,其他行星或其卫星上也存在天然气水合物。[7]
天然气水合物是一种绿色洁净的新型能源,也是一种高能量密度的能源,[10][9]具有分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件好、清洁环保等优点。[1]天然气水合物技术也可应用于天然气水合物储运、[16]海水淡化[17]制冷、[18]分离甲烷[19]方面。但天然气水合物同时也是一种危险的能源。[20]天然气水合物极不稳定,[21]不论是自然还是人为因素引起的温压的变化,都会将天然气水合物分解,引起海底滑坡、气候变暖和生物灭亡等灾害。[20]

形成及成藏条件

天然气输运过程中会形成的天然气水合物,[22]深海沉积物或陆域永久冻土中一定条件下会自然形成天然气水合物。[13]形成天然气水合物必须要满足三个基本条件: 温度、压力和天然气物源。[12]天然气水合物成藏的控制因素包括:天然气水合物稳定条件、气源条件、水源条件、天然气的运移条件、储集空间条件。[23]