如果说，20世纪初主要的能源是煤。20世纪中叶主要的能源是石油，那么当今时代，天然气将跃居一次性能源的首位。

目前，工业发达国家对于寻找生态上干净的能源表现出强烈兴趣。较之煤和石油，天然气是生态上干净的能源，但它的世界探明储量有限。据统计资料，按现代开采水平，全世界的天然气还能使用63年，其中，美国和英国可用8年，挪威可用34年，亚太地区可用42年，俄罗斯可用81年。俄罗斯拥有世界天然气储量的33%，伊朗16%，美国稍多于3%。自1970年至今，世界市场的天然气供应量几乎增长了12倍，即从46×10⁹立方米增加到581×10⁹立方米。美国实际上已经用光了本国的天然气资源，不得不每年进口100×10⁹立方米天然气。日本和韩国都没有本国的天然气资源，主要从东南亚国家进口。欧洲每年消耗420×10⁹立方米天然气，要从国外购买230×10⁹立方米。

除了可再生能源和核能，寻找生态上干净能源的主攻方向是从天然气水合物矿床中获取天然气。从诸多方面看，天然气水合物是21世纪最有远景的动力原料。

天然气水合物是19世纪初期发现的一种白色冰状物质。经过100多年的研究，天然气水合物的性质已真相大白。它是一种超分子生成物，是超分子化学的典型研究对象。特大型天然气水合物矿床的发现，是20世纪最重要的地质发现之一。苏联学者首先在地壳内发现了天然气水合物，H · H · 斯特里热夫等人于1946年就论证了在多年冻结岩石区内存在天然气水合物矿床的可能性。20世纪60年代初，在西西伯利亚北部的多年冻结岩层中发现了饱含天然气的冰状产物，H · B · 切尔斯基院士对其形成做出了科学解释，并首次评估了天然气水合物的资源量。

现已查明，一个体积的天然气水合物即含有200个体积的天然气，其中98～99%是甲烷。从地温梯度值上看，陆地上的天然气水合物生成带多位于地下0～1200米深处。在海洋底部，生成天然气水合物的有利环境位于水深400米以及大于400米深处。

1986～1990年，以全俄石油地质勘探研究所B · П · 雅库采尼教授为首的一批科研人员，进行了长期深入的研究。据不同专家评估，以天然气水合物形式出现的天然气的世界储量介于1×10¹⁵～139×10¹⁵立方米之间，超过了一切煤田、油田、气田和植物中碳资源量的总和。俄罗斯的天然气水合物预测资源量估计为：陆地上100×10⁹立方米，近海水域5×10¹²立方米（B. A.伊斯托明，1996）。

美国墨西哥湾海底观察到的甲烷水合物堆积丘

目前，在太平洋、大西洋、印度洋大陆架和大陆坡，在南极地区和北冰洋，在鄂霍次克海、黑海、里海和贝加尔湖，都发现了天然气水合物。仅在白令海的美国领水范围内，就发现了1200多个与天然气水合物有关的异常地段。在波弗特海沿岸（阿拉斯加和加拿大）的陆地上，在西伯利亚和俄罗斯东北部的多年冻结岩石带，亦发现有天然气水合物（B · A · 索洛维耶夫，1994）。为了进行工业开发，目前正在研究以下两种构造类型的天然气水合物矿床：

1.在水域底部，由死亡生物体分解后所生成甲烷形成的天然气水合物矿层：在漫长的地质时期内，海底发生拗陷，沉积物不断堆积，最终形成了含天然气水合物的矿层，其厚度可达数百米。

2.由深部烃类来源运移出的天然气形成的天然气水合物矿层：在相均衡带内，当存在水分时，天然气即变为水合状态，同时形成非渗透性覆盖层，使外面的天然气不能再进入，覆盖层之下则聚集游离状天然气。这是天然气水合物矿床最有远景的工业类型，可以首先抽出游离状天然气，再逐渐打开含天然气水合物的覆盖层。

到目前为止，从天然气水合物矿床中获取工业天然气的，世界上只有一个实例，这就是俄罗斯诺里尔斯克附近的梅索亚哈矿床，它是当作普通天然气田探明的，从1970年开始投入开采。

在美国阿拉斯加和加拿大的马更些河三角洲，类似的矿床已处于勘探和试验开采阶段。美国、日本、印度、加拿大等国正按照由联邦预算拨款的国家计划，积极开展天然气水合物的研究工作。欧洲国家亦在国际大洋深部钻探计划方面通力合作。专家认为，90%以上的天然气水合物资源均产于海底和洋底；陆地上仅在阿拉斯加、加拿大和俄罗斯见有天然气水合物矿床。现已查明，在美国的太平洋和大西洋专属经济区内的天然气蕴藏量为90×16¹²立方米；在日本的周围水域为40×10¹²立方米；在加拿大北部水域为50×10⁹立方米，其中探明储量为16×10⁹立方米；在印度的周边海域为122×10⁹立方米。

许多国家都制定了相关的研究计划：天然气水合物成分和结构特点方面的基础研究；天然气回收工艺；天然气水合物矿床开采条件下的海底稳定性及其对生态和全球气候变暖的影响。美国和日本计划于2010～2015年对天然气水合物进行工业开采。一些国家的相关研究开发预算拨款额为：美国2000～2010年为1.5～2亿美元；日本5年拨款0.9亿美元；印度5年拨款0.56亿美元。

研制出经济上赢利和生态上安全的天然气水合物开发工艺，可从根本上改变世界的地缘政治环境，像美国、日本、印度这样一些国家将因此而不再进口天然气，并可开始出口天然气。这样将导致世界天然气市场进出口份额的重新分配并危及俄罗斯的利益（目前俄罗斯占世界天然气出口市场33%以上的份额）。

天然气水合物是地圈的一种重要组分，它对我们的星球命运攸关并影响着全球气候和生态环境。自然界中的大部分天然气水合物存在于临界性相稳定条件下。温度和压力的轻微变化，都会导致天然气水合物发生不可逆的分解作用，并向周围介质释放出大量天然气。不受控制地向大气圈释出的甲烷数量要比造成温室效应的二氧化碳多出20倍，它可加快全球气候变暖，并造成其他严重后果。

天然气水合物研究涉及诸多方面，它要求重新研究传统天然气的勘探、运输和存储技术，要求相关工业部门制定新的生产工艺。例如，日本在利用天然气水合物工艺方法进行海水淡化；已经提出好几个所谓的“热力压缩机”方案，与传统压缩机相比，其优点是：压缩温度低（<313°K），操作简便，无污染，无噪音。据专家评价，采用这种方案，会给一切类型的运输工具、空调机以及食品储存和提纯带来一场革命。据计算，若推广使用天然气水合物技术，目前使用的内燃机可节省1～20倍的能源。

20世纪初，煤是主要能源。世纪中叶，石油取而代之成为主要能源。到了60～70年代，天然气则居于一次性能源的首位。能源结构的变化，不仅与地下资源储量枯竭有关，也与技术因素、生态因素和经济因素有关。正是这些因素决定了科学技术的飞速进步，导致了能源的多样性和有效利用。因此可以说，天然气水合物是未来的动力原料。

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我国天然气水合物研究概况

与发达国家相比，我国天然气水合物研究起步较晚、研究力量分散，缺乏统一的研究队伍。但从上世纪90年代初至今，在许多科学家积极参与下，我国天然气水合物（即俗称的可燃冰）研究开始取得进展，特别是90年代后期以来，在国家自然科学基金、“863”计划、调查专项等资助下，相关研究指出了我国西沙海槽、东沙陆坡、台湾西南陆坡、南沙海槽、冲绳海槽等可能存在天然气水合物储藏。

2004年3月，广州海洋地质调查局和德国基尔大学海洋科学研究所签定中德合作协议，确定双方共同对南海展开为期1年的天然气水合物研究。此次考察表明，中国对天然气水合物的研究开始转入区域性调查和试勘探阶段。2004年7月，中德科学家联合宣布，此行发现中国南海拥有天然气水合物储藏，合作项目将进入实验室阶段。

2004年5月11日，我国第一个国家天然气水合物研究中心——中科院广州天然气水合物研究中心在广州正式成立，标志着我国天然气水合物的研究与开发工作正式全面启动。该中心首席科学家表示，力争在10年左右内成为具有世界先进水平的天然气水合物研究中心，形成我国天然气水合物理论研究技术开发的国家队。

目前日本已明确提出，2016年实现可燃冰的商业开采，美国的时间表是2015年，而中国则把这一时间表预测为2020年间。