科技与生活杂志：天然气资源及其应用 |
| 2012-09-23 22:30 作者：张西子 来源：硅谷网 关注： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网9月23日讯】原文载于《科技与生活》杂志第13期，文章称，在目前国内外能源发展的大背景下，天然气作为一种较为清洁的资源受到了越来越多的重视。本文首先对天然气进行了简单的定义说明，然后对其开采、分类、优点进行了较为详细的介绍，最后简要阐述了天然气的应用领域。
关键词天然气；能源；开采；分类；应用
煤炭、石油、天然气并称为世界能源的三大支柱。其中，天然气资源作为全球公认的最清洁能源，现已成为世界各国改善环境和维持经济可持续发展的最佳能源选择。世界各国能源结构将逐步围绕天然气作巨大的调整。在中国能源结构中，到2020年，预测天然气占一次能源消费总量的比例将从现在的4％上升至10％。
我国是世界上最早利用天然气的国家之一，蕴藏量丰富，现已探明储量为38.6万亿立方米，可开采量24.7万亿立方米，可供使用60年以上。全国第二大能源工程——西气东输工程投入使用，年输气能力200亿立方米，覆盖人口2亿多。2005年全国天然气用量达500多亿立方米，2020年预计达2500亿立方米。针对现状，国家发展改革委研究制定的《天然气利用政策》（2007年8月30日颁布实施）强调要确保天然气优先用于城市燃气，促进天然气科学利用、有序发展。
1天然气简介
天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。
2天然气开采
天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来。对于只有单相气存在的，我们称之为气藏，其开采方法既与原油的开采方法十分相似，又有其特殊的地方。
由于天然气密度小，为0.75～0.8千克/立方米，井筒气柱对井底的压力小；天然气粘度小，在地层和管道中的流动阻力也小；又由于膨胀系数大，其弹性能量也大。因此天然气开采时一般采用自喷方式。这和自喷采油方式基本一样。不过因为气井压力一般较高加上天然气属于易燃易爆气体，对采气井口装置的承压能力和密封性能比对采油井口装置的要求要高的多。
由以上原理，天然气开采分为以下方法：小油管排水采气法、泡沫排水采气方法、柱塞气举排水采气方法以及深井泵排水采气方法。
3天然气的分类
在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。按天然气在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成。
3.1液化天然气（LNG）
天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。天然气的蕴藏量和开采量都很大，其基本成分是甲烷。它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于天然气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。
目前，液化天然气（LNG）在我国已经成为一门新兴工业，正在迅猛发展。液化天然气（LNG）技术除了用来解决运输和储存问题外，还广泛地用于天然气使用时的调峰装置上。
3.2液化石油气（LPG）
液化石油气是石油产品之一。英文名称liquefiedpetroleumgas，简称LPG。是由炼厂气或天然气（包括油田伴生气）加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。
3.3液化煤层气（HCL）
我国是世界煤炭生产大国，煤层气相应的储藏量也很大，储藏量和天然气基本一样。其基本成分是甲烷。它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于煤层气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。
4天然气主要优点
天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。其优点有：
1）绿色环保：天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。
2）经济实惠：天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。
3）安全可靠：天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。
4）改善生活：随着家庭使用安全、可靠的天然气，以及享用港华燃气提供亲切、专业和高效率的售后服务和新式炉具，将会极大改善家居环境，提高生活质量。
5天然气应用领域
天然气利用领域非常广泛，除了能用于炊事外，还可广泛作为发电、石油化工、机械制造、玻璃陶瓷、汽车、集中空调的燃料或原料。
民用：居民家庭厨用的最佳燃料，既可以烧水煮饭，又可以洗浴取暖。
商业：替代煤、燃油等能源，可用于宾馆、酒店、工厂、医院、商场等大型公共场所的中央空调系统；作为锅炉燃料可以用于供热、卫生热水、蒸汽等。
原料：作为化工原料及电站发电的原料。
动力：代替汽油作为汽车动力燃料，可以降低交通运输成本及减少城市污染。
随着科技的发展，在未来的世界里人类肯定会找到比天然气更为理想的能源。但不管将来谁取代天然气，天然气将起到向新能源迈进的不可替代的重要的桥梁作用。
作者简介
张西子（1991-），女，山东德州人，学历：本科，现职称：学生，研究方向：电气工程及其自动化。 |
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