可燃冰的研究進展與思考*

宗新軒，張抒意，冷岳陽，李永峰

（東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150040）

可燃冰的研究進展與思考*

宗新軒，張抒意，冷岳陽，李永峰**

（東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150040）

可燃冰作為21世紀最具有價值的能源之一，備受世界關(guān)注。通過分析可燃冰的結(jié)構(gòu)，形成條件及狀態(tài)以及開采困難，結(jié)合可燃冰的研究原則，總結(jié)了國內(nèi)國外相關(guān)研究進展以及研究手段，從二氧化碳置換法反思，提出了工業(yè)廢氣置換開采可燃冰的構(gòu)想，同時，也為推進我國可燃冰工作進程提出了建議。

可燃冰；量子化學(xué)；分子動力學(xué)；開采

前言

21世紀的能源與環(huán)境是人們越來越關(guān)注的兩大問題，隨著我國環(huán)境問題的日益嚴重以及能源問題的日漸枯竭，降低能源消費，減少污染物的排放是重中之重，要嚴格遵循可持續(xù)發(fā)展理念，實現(xiàn)“藍天白云”的環(huán)保夢想?？扇急蚱鋬湄S厚，分布廣泛，高效清潔，研究人員將其作為戰(zhàn)略后備能源的首選，商業(yè)開發(fā)前景廣闊。地質(zhì)勘測專家表示，中國可燃冰儲量豐厚，高于常規(guī)的天然氣資源，具備成為未來清潔能源的條件。因此對于可燃冰的研究尤其是開采對于未來能源具有重要的戰(zhàn)略意義，也將是我們未來的重點科研方向。

1 可燃冰的概念

可燃冰的本質(zhì)是小分子氣體（主要是CH4）“住”在由各種規(guī)則籠形結(jié)構(gòu)（水分子組成）相套在一起組成的晶胞結(jié)構(gòu)里，小分子是客體，晶胞結(jié)構(gòu)是主體，主客之間通過范德華力聯(lián)系在一起，就好比是屋子里面住了人一樣。目前，最典型的水合物構(gòu)型有三種:SⅠ、SⅡ和SH；組成水合物的籠形結(jié)構(gòu)有五種：512、51262、51264、435663、51268。從圖1可以看出，SⅠ由2個512和6個51262單元組成；SⅡ由16個512和8個51264單元組成；SH由3個512、2個435663和一個51268組成。

圖1 水合物類型[1]Fig.1 The types of hydrates

表1 水合物結(jié)構(gòu)類型的對比[1]Table 1 The comparison of hydrate structure types

可燃冰的形成條件受溫度和壓力的影響比較大，結(jié)構(gòu)也比較獨特，關(guān)于其形成的機理仍在摸索中。一旦溫度升高或壓力降低，可燃冰將會發(fā)生融化，基于可燃冰的特殊地理位置和結(jié)構(gòu)特性，其有效的開采存在著巨大的難度，因此如何將可燃冰內(nèi)的甲烷氣體提取出來并加以利用成為了人們研究的主要課題和方向。

2 可燃冰的研究原則

（1）選取原則，主要是選取易著手進行操作、研究方式較為簡單的場地進行。陸上凍土區(qū)是一個較為理想的選擇，目前也是主要研究國家普遍認可的實驗地點。具體做法是以凍土層的開采模擬為起點，試行各種相關(guān)技術(shù)，開通試驗渠道，最終進行優(yōu)化，選擇最佳方案對海底可然冰進行試開采和經(jīng)濟開發(fā)。

（2）生態(tài)學(xué)方面，環(huán)境與人們的生存質(zhì)量息息相關(guān)，開采資源的同時，要站在可持續(xù)發(fā)展的角度，往往要考慮一下環(huán)境效益，這是一種相對科學(xué)的研究方式。為此，許多發(fā)達國家諸如美國、日本從科學(xué)發(fā)展觀的角度出發(fā)，制訂了時間周期比較長的可燃冰開采計劃，統(tǒng)籌兼顧，維持動態(tài)平衡。

（3）同步進行，是指內(nèi)與外相結(jié)合。先在室內(nèi)建立一個平臺，通過相關(guān)模擬，檢驗方案的可能性，然后在轉(zhuǎn)移到實地，進行現(xiàn)場操，目的是提高試驗的安全系數(shù)。

（4）相互配合。獨木難支，個人的力量是有限的，國家也一樣。我們要同世界上具有相關(guān)先進技術(shù)的國家密切合作，揚長避短，揚長克短，揚長補短，既能縮短研究進程，又能為水合物開采方面的重大突破提供助力。

3 國內(nèi)外可燃冰研究現(xiàn)狀

3.1 國外研究現(xiàn)狀

由于可燃冰獨特的優(yōu)點與儲量豐富、分布廣泛等特點，關(guān)于可燃冰的開采工作已掀起一股熱浪，調(diào)查顯示，至少有30個國家和地區(qū)對可燃冰進行了研究。總得來說，國外可燃冰開采處于實驗?zāi)M試開采階段，偵探和識別技術(shù)相對來說比較成熟，安全方面仍是亟須解決的問題。近年來，日本、美國、德國、印度等國相繼著手制定了可燃冰的詳細發(fā)展路線圖，并將其納入國家能源中長期發(fā)展規(guī)劃。日本和美國在可燃冰領(lǐng)域，尤其是日本，已取得了重要進展。

2013年3月，日本石油天然氣和金屬公司（JOGMEC）的科學(xué)技術(shù)人員通過特殊鉆探裝備從愛知縣深海附近的可燃冰冰層中提取出了可燃冰，這是一次比較成功提取天然氣的例子，國際上認定日本是世界上第一個實現(xiàn)離岸開采可燃冰的國家，這為其他想要利用開采可燃冰的國家提供了一個很好的帶頭作用。目前在日本的南海可燃冰研發(fā)項目中已經(jīng)制定了完整的計劃，將在2016～2018年之間在愛知縣附近海域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)級別的開采。作為可燃冰資源及其豐富的大國，美國也及其重視可燃冰的開發(fā)和研究，已經(jīng)布局了在墨西哥灣，太平洋和大西洋海岸的鉆井開采評估。于2012年美國能源部與JOGMEC合作，采用CO2置換法在阿拉斯加北部的普拉德霍灣地區(qū)的實驗井中開采了可燃冰，研究發(fā)現(xiàn)，CO2含量為23%的混合氣體注入5950m3后，可以回收釋放CH4量高達28000m3。財政分配顯示，自2009年以來，美國能源部在可燃冰開發(fā)項目上投資高達1.6億美元，該資金主要用于支持工業(yè)和學(xué)術(shù)界合作的可燃冰基礎(chǔ)研究工作。在勘探開采方面比較有前沿性的工作包括伯克利-勞倫斯國家實驗室減壓法的開采，西北太平洋國家實驗室從事的CO2置換法的理論基礎(chǔ)研究工作。另外，在2013年美國能源部與阿拉斯加州政府簽署關(guān)于可燃冰科學(xué)研究的詳解備忘錄之后，美國國家能源技術(shù)實驗室和日本JOGMEC也于2014年簽署了在阿拉斯加進行長期可燃冰開采方面合作的詳解備忘錄。

3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

同國外相比，國內(nèi)可燃冰的開展工作相對滯后，由于技術(shù)和科技的限制，當(dāng)前主要處于調(diào)查階段。1999年，我國首次在南海發(fā)現(xiàn)一種規(guī)則晶體，事后驗證該物質(zhì)為可燃冰。2002年，我國探明南海資源儲量約700億噸油當(dāng)量,劃定了可燃冰礦區(qū)在西沙海槽。2004年，天然氣水合物研究中心在中科院廣州能源所建立。與此同時，中德科研工作者探測出約430萬km2的“九龍甲烷礁”。2005年，可燃冰模擬系統(tǒng)成功研制。2006年，研制可燃冰保真采樣器并做了相關(guān)模擬實驗，考察天然氣水合物發(fā)育區(qū)的地質(zhì)特點在南海北部東沙西南部海域。2007年，首次成功鉆獲可燃冰在南海北部神狐海域。2008年，利用自主研發(fā)的“海洋六號”在南海北部成功提取可燃冰實物。同時我國在青海祁連山凍土區(qū)的“可燃冰”鉆探工作也取得進展，證實我國擁有陸域“可燃冰”。2009年，我國在青藏高原五道溝永久凍土區(qū)結(jié)合青海省祁連山南緣永久凍土帶確認有350億噸油當(dāng)量以上的“可燃冰”遠景資源。

近年來我國在863計劃、國家基金委支持的項目中開展了如采集技術(shù)、遙感技術(shù)、物理模擬和數(shù)值模擬技術(shù)、地震識別技術(shù)等一系列研究,對我國一些海域天然氣水合物的資源量作了進一步預(yù)測，重要的進展之一是2012年“海洋六號”對南海區(qū)域的可燃冰的調(diào)查，項目包括儲量、分布、深度、開采、純度、對環(huán)境影響等10多個方面。2013年于珠江口盆地東部海域，科研人員首次勘探出具有儲量大、種類多、雜質(zhì)少、深度淺4個特點的高精度“可燃冰”。通過構(gòu)筑23口鉆探井，圈定了“可燃冰”分布面積55km2，劃定儲量相當(dāng)于1000～1500億m3天然氣。探測表明，同中國陸上石油總量相比，可燃冰在南海北部儲量就已超過其一半。按地表與地質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分，我國土層主要為凍土層，且面積寬廣，得天獨厚的地理條件有利于可燃冰的形成與儲存，資源前景一片大好。2015年在青島海域?qū)嶒炇沂状纬晒δM可燃冰。2017年首次是試開采。根據(jù)中國戰(zhàn)略規(guī)劃對可燃冰勘探開發(fā)的安排，2006～2020年是調(diào)查階段，2020～2030年是開發(fā)試生產(chǎn)階段，2030～2050年，中國的可燃冰將進入商業(yè)生產(chǎn)階段[2]。

雖然關(guān)于天然氣水合物的研究已取得階段性進展，但是也僅停留在表面，至于其勘察手段、形成機理、開采方式依然處于探索階段。沒有先進的技術(shù)與充足的理論知識，對可燃冰的研究進程會無限期延長；不了解可燃冰的形成機理以及其地質(zhì)構(gòu)造，就難以理解可燃冰的晶型結(jié)構(gòu)，動力學(xué)方面（置換法）的研究就會出現(xiàn)阻礙；缺乏一定的科學(xué)理論指導(dǎo)及技術(shù)設(shè)備，則可燃冰的開采只能是“藍田日暖，良玉生煙”，可望而不可置于眉睫之前。另外，儲藏于海底的可燃冰需要考慮技術(shù)設(shè)備和成本問題，高壓下長距離地鋪設(shè)運輸管道仍是考驗人類的一個難題。因此，對可燃冰的深入科學(xué)探索是亟待突破并關(guān)乎世界能源能源戰(zhàn)略的重大研究課題。

4 可燃冰的國內(nèi)外相關(guān)理論工作

隨著量子化學(xué)和分子動力學(xué)計算方法的出現(xiàn)以及計算機技術(shù)的成熟和進步，理論計算已經(jīng)成為一種精確有效預(yù)測可燃冰結(jié)構(gòu)及各種氣體物質(zhì)微觀性質(zhì)的方法，用于分析可燃冰和各種氣體的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，這一研究對可燃冰的置換開采具有一定的借鑒作用。例如，Iitaka和Ebisuzaki[3]用密度泛函理論研究了不同的客體分子怎樣影響水合籠狀物的穩(wěn)定性。Mao[4]等通過密度泛函理論計算表明小型籠子水合物可以接受兩個氫分子。2004年，Anderson等[5]構(gòu)建了甲烷-氬-水籠狀水合物的模型，在aug-cc-pVQZ基組的基礎(chǔ)上，利用二階微擾理論計算了其結(jié)合能，反應(yīng)活化能等一系列重要的物理化學(xué)參數(shù)。2011年，Kumar[6]等在MP2/CBS理論的指導(dǎo)下，評估了天然氣水合物主客體之間的相互作用能。2012年，Pisani[7]等定期使用MP2計算MH-III型籠狀水合物物的包含能，并驗證了MP2法在研究包含能方面的合理性和優(yōu)越性。2014年，Jendi[8]等用建立在從頭算的密度泛函理論研究了甲烷水合物的機械性能和結(jié)構(gòu)性質(zhì)。Ojamae[9]等在6-311++G（2d,2p）的水平上，用修正的B97X-D密度泛函理論研究了籠狀水合物的穩(wěn)定性以及主客體分子間的相互作用。Kumar[10]等用密度泛函理論研究了水合籠狀物中主客體分子的相互作用，在aug-cc-PVTZ的限制下，比較了 B3LYP,M06-L, M06-HF,M06-2X,BLYP-D3等五種方法在預(yù)測籠型水合物構(gòu)型方面的優(yōu)劣。Vidal-Vidal[11]等利用密度泛函理論研究了CH4和CO2籠狀水合物的能量拓撲圖譜。Izquierdo-Ruiz[12]等利用第一性原理的計算方法研究了籠型水合物主客體分子之間的相互作用。Darvas[13]等利用計算機模擬跨液液界面的甲烷，對甲烷水合物內(nèi)在溶解自由能分布作了定量的研究。

動力學(xué)方面，分子動力（MD）模擬可以從微觀機理方面對水合物形成分解機理進行很好的說明[14]。分子動力學(xué)是一個考察籠型水合物凝聚態(tài)的靜態(tài)和動態(tài)性質(zhì)的強大研究工具，人們利用該方法，研究了籠型水合物的熱穩(wěn)定性，界面結(jié)構(gòu)變化，分解和生成過程，籠內(nèi)分子的擴散等大量的相關(guān)問題。顏克鳳[15]等利用MD法探究了不同CO2水合物、CO2/N2混合物氣水合物、CH4水合物的形成分解過程。Yezdimer[16]等和Geng[17]等則利用分子動力（MD）模擬的方式分別從化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能和穩(wěn)定性角度證明了CO2置換CH4的可行性，并且說明了在CH4水合物、CO2水合物以及CH4-CO2混合水合物中，混合水合物最穩(wěn)定，此結(jié)果進一步從理論上說明了置換反應(yīng)的可行性。Uchida[18]等首次利用Raman圖譜分析證明了置換反應(yīng)是在CO2氣相與CH4水合物相界發(fā)生，并且認為置換反應(yīng)速率非常低，誘導(dǎo)時間甚至需要幾天。在此基礎(chǔ)上，他們還進一步分析了置換反應(yīng)過程中氣相中CO2與CH4的組分濃度比與時間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著時間的推移，氣相中CH4的組分濃度是不斷上升的，但上升的速度越來越慢。Hirohama[19]等認為不同相中的組分逸度差是置換反應(yīng)的驅(qū)動力，Qi[20]等則在此基礎(chǔ)上發(fā)展了置換過程的動力學(xué)模型，并認為置換過程中，CH4的分解以及CO2的傳質(zhì)是兩個控制環(huán)節(jié)。Nohra[21]等人則分別將二氧化硫、甲烷、氮氣和硫化氫當(dāng)作輔助劑，摻入二氧化碳水合物中，利用MD-TI I（分子動力學(xué)-熱力學(xué)集成法）研究了各成分形成籠型水合物的機理。日本的Yagasaki[22]等則通過分子動力學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)了NaCl的濃度對天然氣水合物的解離過程有很大的影響。他們利用約50ns的理論計算，在292K的NaCl水溶液中，發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物解離和甲烷形成氣泡的全部過程。非常直觀的展現(xiàn)了不同濃度的NaCl對于天然氣水合物分解的影響。他們發(fā)現(xiàn)了一個非常有趣的現(xiàn)象，即低濃度的NaCl會對天然氣的分解起到減速的作用，但當(dāng)濃度繼續(xù)增加時，變?yōu)榧铀偬烊粴鈿馀莸纳?。Nguyen等[23]利用分子動力學(xué)模擬，研究了多態(tài)籠型水合物不同構(gòu)型之間交錯成核的機理和晶體生長動力學(xué)問題。

5 可燃冰開采的主要方式和困難

開采可燃冰的本質(zhì)就是一個打破與收集的問題，但是如何在高壓低溫的環(huán)境下尋找一種有效的技術(shù)開采可燃冰并更有效地收集釋放出來的甲烷，這將是一個難題?！懊夏溉w”，環(huán)境的改變也會改變物質(zhì)狀態(tài)，由于可燃冰的形成條件苛刻及其地理位置比較特殊，所處環(huán)境比較敏感，氣候反常及地質(zhì)變動（如升溫和減壓）均會使其分解為甲烷和水?，F(xiàn)已有研究發(fā)現(xiàn)相同質(zhì)量的CH4所造成的溫室增溫效應(yīng)是CO2的56倍，這還只是20年內(nèi)的研究結(jié)果。倘若甲烷的泄露恣意蔓延，那么全球都會受到影響。如果發(fā)生全球性的溫室效應(yīng)，那么兩級冰川融化、海平面上升會淹沒附近的島國自不必說，遠離海洋的陸地國家也不能幸免——地層這種固體的比熱容比液體低，勢必會導(dǎo)致環(huán)境溫度進一步上升；并且水溫上升勢必會導(dǎo)致水生生物圈的破壞，進一步會影響陸地生物圈，最讓人頭疼的是，水溫上升會導(dǎo)致海底的“可燃冰”進一步分解，如此惡性循環(huán)，只會得不償失，自食其果。此外，人類在勘探石油的過程中發(fā)現(xiàn)管壁容易形成可燃冰水合物，當(dāng)然處在石油礦層下的可燃冰也不排除人活動導(dǎo)致其泄露的可能性，所以，對可燃冰的研究也將對開采石油礦業(yè)提供實質(zhì)性的指導(dǎo)。比如2010年的墨西哥灣的漏油事件，事故的原因就是BP石油公司在鉆井過程中忽略了水合物的儲層，引起水合物的分解，進而制造了鉆井平臺的引燃爆炸，釀成了巨大的人員和財產(chǎn)損失以及環(huán)境的災(zāi)難。BP公司在墨西哥灣的慘痛教訓(xùn)說明人們對籠型水合物（可燃冰）物理性質(zhì)的了解還遠遠不足，還需要大量的基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)研究，需要建立完善的籠型水合物的科學(xué)技術(shù)理論去指導(dǎo)實際的生產(chǎn)實踐活動。

因此，至今還沒有一種有效的方案應(yīng)用于可燃冰的開采。目前天然氣水合物的只限于理論，具體的開采方案或多或少都有些不盡善。現(xiàn)在所能試行的方案無外乎有這幾種模式：改變壓力的“減壓法”、改變平衡溫度的“熱激法”、同時改變溫度和壓力的“化學(xué)試劑注入法”、直接打破，三相共存，分單元收集的“固體開采法”、打破相平衡條件的“二氧化碳置換法”以及這幾種方法的組合模式。每一種方法都有其缺點和優(yōu)點，需具體問題具體分析。從大局來說，由于可燃冰的地質(zhì)環(huán)境以及其自身構(gòu)造，這些方法存在經(jīng)濟投入高、技術(shù)要求嚴格、成本造價大、效率比較低等問題，并有潛在的環(huán)境風(fēng)險，大多數(shù)只是處于模擬實驗階段。

通過溫室氣體置換方法開采，在制備提取可燃冰中的天然氣的同時，還可以達到凈化環(huán)境的效果，因此在理論上是一個極具發(fā)展前景的方法。與此同時，人們還做了溫室氣體海洋封存的理論與研究。

6 建議

隨著我國能源的緊缺，開發(fā)新能源勢在必行。為了響應(yīng)開發(fā)新能源的號召工作，必須時刻關(guān)注國際上可燃冰的最新動態(tài)，努力豐富與可燃冰相關(guān)的知識體系。堅持“緊隨時代、力爭上游”的理念，提高工作效率，密鑼緊鼓布置計劃，相關(guān)企業(yè)和部門應(yīng)積極主動投入在工作崗位，整體掌握然可燃冰資源開發(fā)自主權(quán)。針對此計劃提出以下4點建議：

（1）要從全局開展可燃冰研發(fā)組織工作。國家層面，狠抓工作落實，突出重點組織和部門，強化組織領(lǐng)導(dǎo)，高度重視可燃冰技術(shù)人才，制訂相關(guān)政策和法規(guī)，高度強調(diào)可燃冰的能源戰(zhàn)略地位，是最重要的后備能源之一；相關(guān)企業(yè)也要自覺執(zhí)行國家推行的計劃。

（2）逐層突破理論基礎(chǔ)和技術(shù)難題。在現(xiàn)有可燃冰知識體系的基礎(chǔ)上，投入大量科研人員，以小組為單位，以組制訂課題，開展長期工作，各個擊破。投入大量人員是為了保證科研的效率。國家可利用現(xiàn)行教育發(fā)行可燃冰等相關(guān)資料的書籍、正確評估可燃冰資源價值、指出可燃冰技術(shù)開展的難題，選址方面要有可操作性。高等科研院校和相關(guān)企業(yè)要以技術(shù)攻關(guān)為主，利用國家成立的實驗室開展現(xiàn)場模擬以及實驗，重點開展專項技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場試驗，日積月累，克難攻堅，創(chuàng)建具有自主開發(fā)權(quán)的技術(shù)體系，打下堅實的技術(shù)陣地，為大規(guī)模的開采做好準備。在現(xiàn)有條件下，可借鑒發(fā)達國家比較成熟的技術(shù)，取長補短，形成具有中國特色的開采技術(shù)完成對可燃冰的開采。

（3）開展可燃冰的自愿互利、聯(lián)合工作模式。通過國家的協(xié)調(diào)，正確處理組織內(nèi)部關(guān)系，和諧統(tǒng)一廣州能源所、中科院寧波材料所、中國礦業(yè)大學(xué)等科研院校與可燃冰相關(guān)企業(yè)的分工機制，聯(lián)合制定可燃冰戰(zhàn)略方案協(xié)議書，形成以科研院校指導(dǎo)，企業(yè)實踐的工作模式，是理論指導(dǎo)實踐，實踐完善理論的最典型應(yīng)用。另外，也可向國際延伸，同國際上先進的相關(guān)的科研機構(gòu)、公司、國家進行探討交流，進一步拓展可燃冰的知識體系、經(jīng)驗和技術(shù)，從而提高其在國際上開采可燃冰方面的知名度。

（4）實施相關(guān)優(yōu)惠和獎勵政策。綜合可燃冰開采的困難以及開采的必需性，國家可制定鼓勵，引導(dǎo)的政策，給向相關(guān)科研機構(gòu)和企業(yè)撥入大量科研資金或給予優(yōu)惠，調(diào)動科研機構(gòu)人員的熱情以參與人員的積極性。

7 展 望

總之，雖然可燃冰開采的研究已引起了許多國家的關(guān)注，前期也做了大量的實驗研究和理論研究，但這些研究遠遠不夠，我們還需要大量的實驗?zāi)Ｐ鸵约按罅康睦碚摂?shù)據(jù)。由于從工業(yè)廢氣置換可行性考慮是一個兩全其美的方式，因此也是目前廣泛受到關(guān)注的一個嶄新的課題，對于更全面指導(dǎo)工程的實際應(yīng)用具有重要的意義。基于上述原因，針對我國可燃冰的資源特點和可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，利用分子動力學(xué)方法和量子力學(xué)方法，開展對可燃冰結(jié)構(gòu)和相關(guān)氣體的理論研究，深入揭示可燃冰置換所需的條件，對工業(yè)廢氣置換法開采可燃冰將具有非凡的意義。因此本次研究項目，既滿足國家對可燃冰開發(fā)的重大能源戰(zhàn)略需求，也將促進我國在籠型水合物基礎(chǔ)研究方面穩(wěn)步前進。

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Research Progress and Thinking of Combustible Ice

ZONG Xin-Xuan,ZHANG Shu-yi,LENG Yue-yang and LI Yong-feng
（Institute of Forestry,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China）

Combustible ice,as the most valuable energy in 21st century,has attracted the attention of the whole world.By analysing the structure of combustible ice,forming condition and state and difficulties in mining,the domestic and foreign related research progress and research method were summarized with the research principles of combustible ice in By reflecting the way of carbon dioxide replacement method,a conception of industrial waste gas replacement mining of combustible ice was proposed.At the same time,some recommendations were given to promote the combustible ice work process in China.

Combustible ice;quantum chemistry;molecular dynamics;mining

P 744.4

A

1001-0017（2017）01-0051-05

2016-07-21

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金（編號：2572014AB09）。

宗新軒（1991-），男，山西忻州人，碩士研究生，主要從事環(huán)境科學(xué)方面的科研工作。

**通訊聯(lián)系人：李永峰（1961-），男，黑龍江哈爾濱人，教授，博士，主要研究方向是污染控制工程與生物能源。