气候变化是全球共同面临的严峻挑战，关系到中华民族的永续发展和人类的未来。为应对气候变化，中国已明确提出力争于2030年前实现二氧化碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和的目标。
为了实现这一目标，中国将积极优化能源结构，构建绿色低碳交通体系，其中包括推广天然气车、船。
那么，天然气究竟是什么样的能源？它为何受到全球青睐，并在工业和民用领域得到广泛应用？天然气是否属于清洁能源，在国家能源改革和碳达峰行动中将扮演怎样的角色？
01
来自远古的能量
天然气是远古生物遗骸在地层中经过漫长岁月转化和变质裂解而形成的气态碳氢化合物，具有可燃性，通常在开采原油的过程中伴随而出。在地质学领域，天然气通常指油田气和气田气，是优质燃料。
天然气主要成分为甲烷（约占85%），此外还包含少量乙烷、丙烷、氮气和丁烷等。其密度小于空气，无色、无味、无毒。
天然气的形成过程贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的各个阶段，各种类型的有机质都有可能形成天然气。在地球上，天然气的分布范围十分广泛。
天然气是一种重要的能源，通常分为液化天然气（LNG）和压缩天然气（CNG），广泛应用于城市生活燃料和工业燃料领域。作为最早广泛应用的替代燃料之一，天然气具有诸多优良特性，具有很高的经济效益和社会价值。
02
清洁环保的化石能源
尽管天然气属于化石能源，与石油、煤炭等一样属于不可再生资源，但天然气被视为清洁能源，在全球范围内备受推崇，并得到大力推广和应用。
天然气被称为清洁能源的原因在于其成分中几乎不含硫、粉尘等有害物质，使用天然气可以显著减少二氧化硫、粉尘等有害物质的排放，降低二氧化碳排放量约60%，有效减轻酸雨形成，减缓温室效应，从根本上改善环境质量。
与需要复杂炼制流程的石油相比，天然气在开采、生产、运输过程中产生的污染相对较少。管道运输成本低，LNG船运更为便宜。天然气还可直接用于管道运输和LNG船的动力能源。
LNG被公认是地球上最干净的化石能源，其体积约为同量气态天然气的1/625，质量仅为同体积水的45%左右。燃烧后对空气污染非常小，热量大，是一种比较先进的能源。
虽然天然气不属于新能源范畴，但相比煤和石油，天然气无疑更加清洁。更为重要的是，天然气是当前唯一真正能够填补能源缺口的能源。即使不考虑新能源的天然缺陷，天然气仍然是唯一能够直接满足能源需求的选项。无论从储量、价格还是成熟度而言，天然气作为清洁能源，是唯一可以在发电、供暖、民用方面替代石油和煤的能源选择（核能情况较为复杂，暂且不予讨论）。
使用天然气作为能源，可以减少煤和石油的用量，显著改善环境污染问题。
03
热值高、成本低、安全稳定
作为清洁能源，天然气的燃烧热值较高，1立方米天然气的热值约为8000-9000大卡，1公斤液化气的热值约为10800-11000大卡。相比之下，1千克标准煤的热值约为7000大卡，1立方米煤气的热值约为7110-7350大卡，1度电的热值约为860大卡。
关于各种能源的使用成本，网上有一组对比实验，每天将20吨10℃的水升温到45℃，总共耗费的能量约为3×106kJ，并以此进行比较计算。结果如下：
各种燃料的当量热值参考数据
燃油：41310 kJ/kg
天然气：35530 kJ/Nm3
工业煤：20900 kJ/kg
电：3600 kJ/ Kwh
完全由燃气锅炉提供燃料
每天耗气量：3×106kJ /（35530×85％）＝99.34（m3）
每天燃气费：99.34×3.04元/ Nm3＝302（元）
每年燃气费：302×365=110230（元）
完全由电能提供燃料
每天耗电量：3×106kJ /（3600×95％）＝877.19（Kwh）
每天电费：877.19×1元/度＝877.19（元）
每年电费：877.19×365=320174.35（元）
天然气燃料方案分析及优势
燃料对比
燃油锅炉:
每天耗油量：3×106kJ /（41310×80％）＝90.8kg
每天耗油费：90.8kg×7元/kg＝635.6元
每年耗油费：635.6×365=231994元
燃煤锅炉:
每天耗煤量：3×106kJ /（20900×50％）＝287.08kg
每天耗煤费：287.08×1元/ kg＝287.08元
每年耗煤费：287.08×365=104784.2元
天然气安全性
天然气作为燃气，具有安全性高、环保等优点:
- 不含一氧化碳，无毒。
- 天然气比空气轻，泄漏时会快速向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体。
- 天然气公司按照政府规定添加臭剂（四氢噻吩），用户可以通过气味及时发现泄漏。
需要注意的是，虽然天然气本身对人体无害，但在高浓度情况下会导致空气中氧气含量不足，进而造成窒息。在密闭环境下，天然气浓度达到5%-15%时也存在爆炸风险。使用天然气时应注意通风，并采取必要的安全措施。
天然气优势总结
绿色环保
天然气是一种清洁环保的能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，能够有效改善环境质量。
经济实惠
与人工煤气相比，天然气在热值相同的情况下价格相当，并且清洁干净，能够延长设备使用寿命，减少维修费用。使用天然气还能改善空气质量，促进地区经济发展。
安全可靠
天然气无毒易散发，比重轻于空气，不易积聚成爆炸性气体，是一种较为安全的燃气。
改善生活
越来越多的家庭使用安全可靠的天然气，极大改善了家居环境，提高了生活质量。
广泛的用途
天然气储量丰富，用途广泛，不仅可以用作居民生活燃料，还可以作为汽车、船舶、飞机等交通工具的燃料。
随着世界经济的发展和对环境保护的重视，传统能源带来的环境污染问题日益突出，人们逐步转向清洁能源，天然气消费量因此急剧增长。
天然气在以下方面具有广阔的应用前景:
- 联合发电
- 供冷和供热
- 燃料电池
工业燃料
天然气可以代替煤炭，用于:
- 工厂采暖
- 生产用锅炉
- 热电厂燃气轮机锅炉
天然气发电
天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例、减少环境污染的有效途径。
从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。
城市能源
天然气作为民用燃料，需求量不断增长，其经济效益也大于工业燃料。
天然气化工工业
天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的全球平均比重为80%左右。
天然气汽车
以天然气代替汽油，具有价格低、污染少、安全等优点
国际天然气汽车组织的统计显示，天然气汽车的年均增长速度为20.8%，全世界使用天然气的车辆超过7000万辆，其中大部分是压缩天然气汽车。
增效天然气
以天然气为基础气源，经过气剂智能混合设备与天然气增效剂混合后形成的一种新型节能环保工业燃气
燃烧温度能提高至3300℃，可用于工业切割、焊接、打破口，可完全取代乙炔气、丙烷气，广泛应用于钢厂、钢构、造船行业，可在船舱内安全使用。
工艺生产
天然气可用于烤漆生产线、烘干、沥青加热保温等工艺生产。
助力2030碳达峰
为了实现2030年前碳达峰的目标，《2030年前碳达峰行动方案》提出了一系列加大天然气推广和使用的举措:
- 合理调控油气消费。有序引导天然气消费，优化利用结构，优先保障民生用气，大力推动天然气与多种能源融合发展，因地制宜建设天然气调峰电站，合理引导工业用气和用气。支持车船使用液化天然气作为燃料。
- 推动石化化工行业碳达峰。引导企业转变用能方式，鼓励以电力、天然气等替代煤炭。
促进低碳交通运输
大力推广电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源在交通领域的应用。推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型卡车。加快老旧船舶改造，发展电动、液化天然气动力船舶。
推动建材产业碳达峰
根据不同地区条件，充分利用风能、太阳能等可再生能源，逐步提升电力、天然气的使用比例。
天然气——绿色能源
天然气是一种高效清洁的优质能源，其开发利用受到全球广泛关注。从资源储量来看，天然气远高于石油，保障了其长期发展。在尚未发现理想替代能源之前，天然气的需求量将持续增长。