化石能源是目前应用最广泛的能源，但储量有限，不可再生。随着科技进步，全球能源结构也正在向多元、清洁、低碳转型。图1是世界能源在近200年内的变化趋势。
从图中可见，天然气水合物将成为化石燃料的替代能源。天然气水合物俗称“可燃冰”，是由天然气与水在低温高压条件下结晶形成的具有笼状结构的类冰状结晶化合物，其分子结构见图2。主要分布于陆地永久冻土层或深达千米的海底。
可燃冰具有燃烧值高、污染小、储量大等特点。在标准状况下，1 m3可燃冰可释放出164 m3天然气和0.8 m3的水，能量密度是天然气的2～5倍、是煤的10倍。单位体积的可燃冰燃烧放出的热量远远大于煤、石油和天然气。
虽然可燃冰有着诱人的前景，但可燃冰非常不稳定，改变低温高压的条件就会泄露，它比二氧化碳带来的全球升温高10～20倍，所以目前对可燃冰的开采仍处于试验阶段。2017年，中国成为世界上第一个连续海上开采可燃冰时间最长、产气量最大的国家，将推动世界能源利用格局的改变。
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