與天然氣的化學成分類似，可燃冰的“可燃”部分主要是甲烷，“不可燃”部分則是水。那麼，可燃冰長什麼樣？將部分可燃冰樣品放置在電子顯微鏡下，順帶發揮科研人員豐富的想象力，便可知曉其廬山真面目。
根據下圖可知，在微觀世界裡，可燃冰實則由一個又一個緊挨著的“籠子”組成，我們稱之為晶胞，每個“籠子”由20個水分子通過氫鍵注1相互連接構成，而“囚徒”則是1個甲烷分子，因此可燃冰狹義上也成為甲烷水合物，化學式是CH4g20H2O，而廣義上的可燃冰，“囚徒”可能是氮氣、氧氣、乙烷、丙烷等分子。
遠古時期，大量有機動植物掩埋在地下，經過數億個春秋，方才重見天日，然後它們早已面目全非，變成了石油、煤炭、天然氣等。與天然氣類似的可燃冰的形成條件卻十分“親民”，只需三個基本條件：第一，要有氣源（甲烷），第二，溫度介於10~-10攝氏度之間，第三，壓力適中，例如在0攝氏度的條件下，需要30個標準大氣壓。因此，可燃冰在地球上分佈甚廣，遍佈90%的海域以及27%的陸地，尤其在遠洋深海以及陸地的永凍層，儲存量更是十分驚人，據估計，可燃冰的含量約為全球所有化石能源的2倍。
目前，成熟的開採方案有5種，其中熱解法、降壓法操作十分簡單，只要有火源便能加熱（通常採取電磁加熱、核輻射加熱），將可燃冰暴露於空氣中便能降壓。置換法可謂一箭雙鵰，由於二氧化碳的相平衡條件注2低於甲烷的流體，可置換出並代替“籠子”裡的甲烷分子，此法不但可以開發甲烷，還能固碳，減少大氣中的二氧化碳。化學試劑注入法則是給可燃冰注入大量的水合物抑制劑（甲醇、丙醇等），提高其相平衡條件，從而造成“籠子”破裂，釋放出甲烷，此法成本極高，抑制劑還會造成環境汙染。綜合法，顧名思義，靈活混用以上4種方法進行開採。
可燃冰大有替代傳統化石能源的趨勢，為何至今仍未商業化？開採容易收集難。平均每1立方米的“冰”可分解成164立方米的天然氣和0.8立方米的水，由於氣相膨脹，在開採過程中，目前無法避免部分甲烷逃逸，進入海水會發生氧化作用，消耗海水的含氧量，對海洋生態帶來危害。
若逃逸到大氣中，在等體積的情況下，甲烷的溫室效應約為二氧化碳的25倍，已探明的可燃冰甲烷含量約為大氣甲烷含量的3000倍，假設約有1%的甲烷逃逸，理論上，大氣的甲烷含量將增加30倍，其帶來的溫室效應將是滅頂之災。可幸的是，甲烷在大氣中的壽命為12年，此後便分解，因此目前適量開採可燃冰未嘗不可。更可怕的是，大陸架的可燃冰一旦被開採，其岩層結構發生改變，重則導致大陸架坍塌、海嘯等自然災害。
縱使前方荊棘遍佈，科學家們也會義無反顧，一旦開採技術成熟，可燃冰將會徹底改變世界能源格局。
註解：
1. 氫鍵之間的力較弱，因此“籠子”不穩定，一遇到高溫低壓，氫鍵便會斷裂，“籠子”破裂，甲烷逸出;
2. 相平衡條件：本文指的是溫度、壓力平衡，二氧化碳熔點（凝固點）高於甲烷.
參考文獻：張旭輝、魯曉兵、劉樂樂《天然氣水合物開採方法研究進展》.
閱讀更多 蝌蚪五線譜 的文章
