什么是天然氣
人們長期以來通用的“天然氣”的定義，是從能量角度出發的狹義定義，是指天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物，主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。
天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。伴隨原油共生，與原油同時被采出的油田氣叫伴生氣；非伴生氣包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣兩種，在地層中都以氣態存在。凝析氣田天然氣從地層流出井口后，隨著壓力和溫度的下降，分離為氣液兩相，氣相是凝析氣田天然氣，液相是凝析液，叫凝析油。
與煤炭、石油等能源相比，天然氣在燃燒過程中產生的能影響人類呼吸系統健康的物質極少，產生的二氧化碳僅為煤的40%左右，產生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，具有使用安全、熱值高、潔凈等優勢。 但是，對于溫室效應，天然氣跟煤炭、石油一樣會產生二氧化碳。因此，不能把天然氣當做新能源。
天然氣的使用
天然氣也埋藏在地下封閉的地質結構中，如石油，其中一些與石油儲存在同一層，有些單獨存在。對于與原油儲存在同一層的天然氣，它與原油一起提取。對于只有單相氣的氣藏，我們稱之為氣藏。它的提取方法與原油非常相似，但也有其獨特之處。由于天然氣密度較低（0.75～0.8 kg/m3），井底鉆孔氣柱壓力較小；天然氣的粘度小，地層和管道中的流動阻力也小；由于膨脹系數大，其彈性能也大。因此，天然氣通常通過自動注入產生。這與石油生產的流動方式基本相同。然而，由于氣井壓力普遍較高，天然氣易燃易爆，因此采氣井口設備的承壓能力和密封性能遠高于采油井口設備。
天然氣生產也有其自身的特點。首先，天然氣和原油通常是地下水或邊際水的儲層。隨著天然氣的開發，水體的彈性能推動水沿著高滲透帶流入氣藏。在這種情況下，由于巖石本身的親水性和毛細管壓力的影響，水的滲透不會有效地置換氣體，而是密封氣體，氣體不會從接縫、空腔或間隙排出，形成死氣區。這部分截留在水侵帶中的高壓氣體可高達巖石孔隙體積的30%~50%，大大降低了氣藏的最終采收率。其次，氣井出水后，進入井底的氣流的泄漏阻力將增加，沿井的氣液兩相上升管流的總能耗將顯著增加。
隨著水侵影響的增加，氣藏的產氣量降低，氣井的流量降低，單井產量迅速下降，直到由于井底嚴重積水而停止生產。目前，氣藏水害治理主要從排水和堵水兩個方面入手。阻水器是使用機械阻水器、化學阻水器和其他方法將產氣層與產水層分離或在儲層中建立阻水層。目前有許多排水方法。主要原理是將水排入豎井。專業術語是排水氣體生產方法。
生產小管排水氣體的過程基于這樣的原理，即軟管直徑越小，氣體流速越大，液體輸送能力越強，低于一定的氣體生產率。如果正確選擇軟管直徑，井底不會積水。該方法適用于地層壓力高、采水初期產水量低的氣井。
泡沫排放氣體生產過程是將泡沫劑通過軟管或外殼放入井中，泡沫劑溶解在井底的水中形成氣泡，這不僅可以降低液體積聚的相對密度，但也可以將形成過程中產生的水與氣流一起帶出土壤。該方法適用于地層壓力高、產水量相對較低的氣井。
活塞氣舉式氣體輸送包括將活塞導入軟管。下降時，活塞中的流道打開，活塞在自重作用下向下移動。當它到達軟管底部時，活塞中的流道會自動關閉。由于活塞下側的壓力大于活塞頂部的壓力，活塞開始向上移動，并將活塞上方的水排到地面。當它到達油管頂部時，活塞中的流道會自動打開，然后變成向下運動。通過前后移動活塞，可以連續排出積聚的液體。該方法適用于地層壓力足夠、產水量大的氣井。
井泵排水和采氣的方法是通過使用深井泵、抽油桿和地面泵組控制井底壓力，這些泵組被下放到井中，通過軟管泵送水，并產生室內采氣。該方法適用于地層壓力低的氣井，尤其適用于產水氣井生產的中后期，但操作成本相對較高。
天然氣的主要用途
1.天然氣發電是緩解能源短缺、減少煤炭發電份額和減少環境污染的有效途徑。就經濟效益而言，天然氣生產需要較少的單位裝機容量投資、較短的建設時間、較低的電網電價和較強的競爭力。
2、在天然氣化工行業，天然氣是生產氮肥的最佳原料，具有投資少、成本低、污染低等特點。全球氮肥生產原料中天然氣的份額平均約為80%
3.城市燃氣工業，特別是住宅燃料。隨著人們生活水平和環境意識的提高，大多數城市對天然氣的需求大幅增加。天然氣作為民用燃料的經濟效益也大于工業燃料。
4.使用天然氣代替石油的壓縮天然氣車輛具有價格低、污染少和安全的優點。目前，人們的環保意識增強，全球對清潔能源的需求增加。各國政府還通過立法程序調解了這一趨勢。天然氣一度被認為是最清潔的能源之一。此外，20世紀90年代中東的波斯灣危機加深了美國和主要石油消費國開發替代能源的決心。因此，在找到真正的替代能源之前，對天然氣的需求自然會上升。
碳中和，天然氣的作用不可被低估
1、清潔低碳，有利于節能減排
三大化石燃料，煤，石油，天然氣。石油和煤燃燒時會產生大量的污染物，第一個部分是硫，和一些燃燒不完全產生的不飽和碳氫/碳氧化物，酸雨和溫室效應是他們的主要功勞；第二個部分是氮氧化物，也就是所謂的光觸媒。
天然氣雖然不是零排放，零污染，但是相對于煤和石油來說，其排放量大大減少，天然氣單位熱值碳排放系數是石油的0.76倍，是煤炭的0.59倍。
2、作為接替能源，與零碳能源長期并存
從我國國情來看，相對于世界油氣消費大國，我國油氣產業仍處于成長階段，在零碳能源沒有大規模取代的情況下，能源轉型還需要有一個過渡期。
過渡期內，將從“低碳能源替代高碳能源”、“零碳能源替代化石能源”兩個結構性替代的角度有序推進，天然氣具備清潔性、可獲得性、使用便捷性、商品可儲性、供應安全性等五大特點，不論從儲量，價格，成熟度來說，還是自身的清潔度，天然氣都是煤炭和石油的很好的接替能源。
3、燃氣發電調峰，提高新能源消納能力
我國目前大力發展風電、光伏、光熱等新能源。《2030年前碳達峰行動方案》提出，到2030年，我國風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上。
據國家能源局消息，截至2021年10月底，我國可再生能源發電累計裝機容量達到10.02億千瓦，突破10億千瓦大關，比2015年底實現翻番，占全國發電總裝機容量的比重達到43.5%。
新能源清潔環保，無碳排放，是實現碳中和的重要途徑，但是風電、光電等具有間歇性、隨機性和反調節特性，影響電網安全穩定運行；加之我國用電負荷高峰的逐年增長和峰谷差的不斷拉大，系統的調峰任務艱巨，使得風電等可再生能源消納困難。
天然氣發電機組具備啟停迅速、運行靈活、污染排放少等性能優勢，將燃氣機組用于電網調峰，能有效改善我國現有電網適應負荷變化能力差的現狀，促進可再生能源的消納吸收，并且節能環保效益顯著。
4、作為中間原料，助力碳匯減碳
中 國工程院院士，清華大學化學科學與技術研究院院長金涌表示：“從碳中和的角度看，天然氣是很好的碳中和原料，應當分離碳和氫元素，分別利用兩種元素。氫是碳匯中的一部分，可以與碳氧化合物反應。碳可以作為還原劑，將二氧化碳還原為用途更廣泛的一氧化碳。”
在將來這些化石燃料不再用來燃燒了，當然就沒有二氧化碳的產生。從化石能源時代轉化為化石材料時代，這些化石能源、化學材料我們要把它做成高端的材料，供給高新科技來用。
