天然氣節(jié)能環(huán)保研究

李陽陽

(中石化川氣東送天然氣管道有限公司安徽管理處，安徽 安慶 246000)

1 天然氣概述

天然氣是蘊藏在地層的一類混合物，主要有兩類氣體組成：烴類氣體和非烴類氣體。天然氣又可以進行細分為兩種類型：一類為伴生氣；另一類為非伴生氣。基于地層當(dāng)中，以氣態(tài)的形式存在。在燃燒過程中，天然氣和石油以及煤炭等能源比較，具備的價值作用顯著。燃燒熱值高，每立方米燃燒熱值為8000～8500 kal。而且燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和二氧化硫遠遠低于煤炭，燃燒之后是不會產(chǎn)生廢水及廢渣物的，充分燃燒1 kg天燃氣和煤，天然氣產(chǎn)生的SO2氣體的質(zhì)量遠小于煤，可減少酸雨的形成，相比于石油和煤炭，更加節(jié)能環(huán)保。

2 我國天然氣資源和消費現(xiàn)狀

根據(jù)我國第二次油氣資源評價，全國常規(guī)天然氣資源量為38.04萬億m3，其中陸上29.9萬億m3、海上8.14萬億m3。常規(guī)天然氣資源量中，最終可采儲量為14萬億m3。我國天然氣工業(yè)發(fā)展和市場開發(fā)比較晚，天然氣消費在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比例一直遠低于世界平均水平。從天然氣消費結(jié)構(gòu)看，天然氣主要用于發(fā)電、化工、工業(yè)燃料、城市燃氣等。1995～2016年我國天然氣消費增長情況如圖1所示。

圖1 1995～2016年我國天然氣消費增長情況

2016 年中國天然氣消費量2058 億m3，產(chǎn)量1368 億m3，供需缺口近700 億m3，對外依存度34%。2017年冬天發(fā)生了前所未有的氣荒，中國天然氣處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。隨著中居民能源消費結(jié)構(gòu)的變化，以及燃氣替代煤炭供電供熱需求的提升，天然氣消費仍有進一步增長的空間。

3 天然氣節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢

煤炭和石油燃燒過程中都會產(chǎn)生大量的CO2、SO2以及大量氮氧化合物，不完全燃燒時還會產(chǎn)生CO。因此，很多城市都面臨著主要成分為CO2、NOX、以及SO2等的煙霧污染。其中CO2將導(dǎo)致促使全球變暖的溫室效應(yīng)，給環(huán)境保護和人類的生存帶來極大的威脅；SO2會與空氣中的水蒸氣反應(yīng)而形成酸雨，給土地、水體等造成不利影響；NOX則導(dǎo)致光化學(xué)污染。我國每年的CO2排放量都在7億t以上，SO2則在2000萬t以上，且內(nèi)容優(yōu)化既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能使學(xué)生學(xué)到新的解決 問題方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，增加學(xué)生解決工程問題的 能力.

天然氣由于氫碳原子比高而具有較大的CO2減排能力。在SO2方面，按照煤中硫含量1%計算，1MJ的煤炭硫含量為340 mg，而1 MJ的二類天然氣硫含量僅為0.54 mg，因此天然氣在SO2減排上同樣具有巨大的優(yōu)勢。而與含氮量較高的煤炭相比，天然氣基本不含氮化物，因此燃燒產(chǎn)生的NOX僅為67～267 g/GJ，大大低于煤炭燃燒產(chǎn)生的NOX值(255～857g/GJ)[1]。

天然氣具有的較高的利用效率。以目前主要行業(yè)的平均能耗水平和利用效率來看，2010年我國燃煤工業(yè)鍋爐平均熱效率在70%～80%之間，民用熱效率僅30%左右，而天然氣工業(yè)鍋爐的熱效率一般可達90%～95%，民用熱效率可達55%～65%，同時天然氣的化工能耗通常也比煤炭低30%～45%，明顯高于各行業(yè)目前的基本水平。

實踐表明，將天然氣作為煤炭或石油的替代燃料，可以消除絕大部分的煙塵，在凈化大氣的同時，緩解了全球氣候的暖化現(xiàn)象，并減少了NOX等大量排放所造成的光化學(xué)污染。

4 目前存在的問題

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，影響天然氣消費的不確定性因素也在增加，主要體現(xiàn)在兩個方面。第一，宏觀經(jīng)濟增長對天然氣消費的驅(qū)動力減弱，很多用氣行業(yè)面臨著效益下滑、產(chǎn)能過剩等問題，不僅投資更換燃氣設(shè)備存在困難，而且對用氣成本的波動更加敏感，導(dǎo)致用戶煤改氣、油改氣的意愿大幅減弱。第二，天然氣價格上漲和國際油價的下跌均會對天然氣消費起到抑制作用。隨著國際油價的一路下跌，天然氣相對成品油的優(yōu)勢正在逐漸減弱，同時由于與煤炭的價差不斷擴大，天然氣在電力、化肥等行業(yè)已完全喪失競爭力。

5 結(jié)語與展望

煤炭開采、石油開采等工作在國內(nèi)大規(guī)模的進行，使得我國能源短缺問題尤為嚴重。在大量煤炭、石油投入應(yīng)用后，便產(chǎn)生了一系列的連鎖反應(yīng)。能源短缺和環(huán)境污染問題大大困擾著我們。結(jié)合上述分析可知，天然氣與其他能源比較起來，具有多方面的優(yōu)勢。因此，天然氣企業(yè)為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保，便需要加大資金投入，擅于借助政府有利政策，推廣、普及天然氣的應(yīng)用，從而使環(huán)境污染問題得到有效解決，進一步為節(jié)能環(huán)保的實現(xiàn)奠定堅實的基礎(chǔ)。

“十三五”時期，將是我國全面建成小康社會，實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的關(guān)鍵時期，能源發(fā)展面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，天然氣在我國能源革命中占據(jù)重要地位。在國家繼續(xù)深化改革的政策指引下，天然氣行業(yè)的發(fā)展環(huán)境將發(fā)生顯著變化。我國天然氣消費仍將保持較快速增長，天然氣供應(yīng)能力激增，在發(fā)電和交通運輸領(lǐng)域?qū)⒈３挚焖僭鲩L，用氣結(jié)構(gòu)更加均衡。隨著非經(jīng)合組織國家工業(yè)化的持續(xù)推進、全球經(jīng)濟電氣化程度提高和環(huán)保要求的不斷提升，工業(yè)和發(fā)電的天然氣消費將持續(xù)快速增長，特別是在發(fā)電的燃料結(jié)構(gòu)中，天然氣的比重將進一步提升，發(fā)電將成為世界天然氣消費增長的主要驅(qū)動力，未來世界天然氣30%～40%將用于發(fā)電。隨著各國氣候協(xié)定的簽訂，交通運輸?shù)奈矚馀欧艑⒊蔀橹攸c控制的方向。天然氣因其清潔高效可獲得性，成為燃油最可靠的替代品，車用天然氣近兩年發(fā)展迅速。隨著各國政府ECA(排放控制區(qū))的劃定，天然氣應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂善囅蜉喆瑪U展。