论天然气在环保节能事业中的应用及其发展趋势
摘 要：在我国经济结构与能源结构面临重大调整的时代背景下，天然气作为一种重要的燃料和化工原料，因其具有的排放率、污染率低，利用效率高，适应性强等优点广泛应用于电力、冶金、交通以及居民生活的方方面面，为节能减排事业的顺利进行做出了巨大的贡献。本文从天然气在环境保护和节约能源等两大方面，阐述了天然气的应用在经济转型过程中的特点和优势，并对其发展趋势进行了全面的分析和展望。
关键词：天然气; 环境保护; 节能减排; 应用; 发展
1.我国的天然气资源概述
改革开放以来，随着国民经济持续快速的发展，以煤炭消费为主的能源结构逐渐凸显出利用效率低下、排污量高等弊端，尽管国家陆续颁布了一系列提高煤炭能源利用率的新举措，但与先进国家相比，我国的能源利用仍存在着不小的差距。
为适应经济结构的调整，促进社会不断向着资源节约型和环境友好型转变，高效、清洁的新能源的开发就成为了决定我国节能减排事业成败的关键。在这一背景下，天然气作为一种重要的燃料和化工原料，因其具有的排放率、污染率低，利用效率高，适应性强等优点，广泛应用于电力、冶金、交通以及居民生活的方方面面。由于具有含水率低、硫化物少等特性，天然气也常被用于甲醛、氨等其他工业原料的合成。
我国拥有丰富的天然气储量和可供开发的资源基础，全国第二轮油气资源评价结果显示，全国天然气总资源量为38.04万亿立方米，其中陆上为29.9万亿立方米，近海为8.14万亿立方米，并具有着相当大的勘探潜力。而随着勘测、开采技术的成熟，政府也加大了天然气开发、管道建设等方面的投入，从政策上鼓励燃气领域的民营化及城镇居民对天然气的使用，并收到了较好的效果。近年来，国家相继颁布了《节能中长期专项规划》、《中国应对气候变化国家方案》、《中国的能源状况与政策白皮书》和《中华人民共和国节约能源法》等政策法规，以促进天然气应用的健康发展，天然气在经济发展和环境保护中的作用和地位可见一斑。
2.天然气在环境保护方面的作用
由于煤炭中灰分与硫分的含量较高，且煤炭在我国能源消费中的比例长期高达70%以上，因此，工业较为发达的大中型城市多面临着主要成分为CO2、NOX、以及SO2等的烟雾污染。其中CO2将导致促使全球变暖的温室效应，给环境保护和人类的生存带来极大的威胁，SO2则会与空气中的水蒸气反应而形成酸雨，给土地、水体等造成不利影响。我国每年的CO2排放量都在7亿t以上，SO2则在2000万t以上，且排放量的90%均来自燃煤，这些烟尘的排放已经成为我国生态环境恶化的重要原因。
天然气由于氢碳原子比高而具有较大的CO2减排能力。在SO2方面，国家标准规定二类天然气中的H2S含量不得>20mg/m3，一类天然气不得>6mg/m3。按照煤中硫含量1%计算，1MJ的煤炭硫含量为340mg，而1MJ的二类天然气硫含量仅为0.54mg，因此天然气在SO2减排上同样具有巨大的优势。而与含氮量较高的煤炭相比，天然气基本不含氮化物，因此燃烧产生的NOX仅为67g/GJ～267g/GJ，大大低于煤炭燃烧产生的NOX值(255g/GJ～857g/GJ)。实践表明，将天然气作为煤炭或石油的替代燃料，可以消除绝大部分的烟尘，在净化大气的同时，缓解了全球气候的暖化现象，并减少了NOX等大量排放所造成的光化学污染。此外，天然气驱动的吸收式冷凝器不含HCFCs或CFCs等制冷剂，而采用溴化锂或氨与水相配合的液体，杜绝了制冷剂对臭氧层的影响和破坏。
3.天然气在节约能源方面的作用
天然气的节能原因主要是由于其具有的较高的利用效率。以目前主要行业的平均能耗水平和利用效率来看，2010年我国燃煤工业锅炉平均热效率在70%～80%之间，民用热效率仅30%左右，而天然气工业锅炉的热效率一般可达90%~95%，民用热效率可达55%~65%，同时天然气的化工能耗通常也比煤炭低30%~45%，明显高于各行业目前的基本水平。
目前，我国能源统计部门主要是针对耗能企业计算节能减排量。其中节能量是通过企业的单位GDP能耗来衡量的，并以此制定了《单位GDP能耗统计指标体系实施方案》、《单位GDP能耗监测体系实施方案》与《单位GDP能耗考核体系实施方案》。减排量计算中所指的主要污染物，则是指化学需氧量(COD)和SO2。为了规范各地的节能减排工作，国家还发布了《主要污染物总量减排统计办法》、《主要污染物总量减排监测办法》与《主要污染物总量减排考核方法》。因此，可根据上述方案、方法中规定的手段和参数，在生产出相同有效产物(电、热能等)的条件下，计算煤炭和天然气的能源消费量和污染物的排放量。计算表明，与煤炭相比，天然气无论应用于哪个行业都具有巨大的节能减排潜力。1m3天然气与相应可替代的煤炭相比，可节约能量11%～73%，减排CO247%～84%，NOX44%～95%，SO2和烟尘近100%。另外，由于我国民用燃煤效率低，因此天然气在城市燃气行业的节能潜力最大，节能量可达天然气用于各行业平均值的1.9～2.8倍，CO2和SO2的减排量则是平均值的1.65～3.6倍。可见，要实现国家节能减排的综合目标，必须加快产业升级与能源结构调整的步伐，使发展过快的煤炭高污染行业，逐渐向着清洁的天然气生产转化，在加大淘汰电力、钢铁、建材、电解铝、电石、平板玻璃等高能耗行业落后产能的力度的同时，提高土地、环保、节能、技术、安全等方面的准入门槛，鼓励发展低能耗、低污染的先进生产技术，并通过耗能行业的余热余压利用、水污染治理、燃煤电厂SO2处理、重点行业的节水改造、大宗工业废弃物的资源综合利用及垃圾资源化利用等发展循环经济。
4.天然气的发展趋势展望
综上所述，作为一种高效、清洁、储量丰富的新型燃料，天然气在我国工业、民用能源事业中具有极为广阔的市场前景，然而目前天然气在开发中仍面临着探明率较低，大规模加工处理难度高等现实问题，加之天然气的运输存储要求复杂，配套管网的建设维护成本较高，在没有政府补贴的情况下，缺乏参与市场竞争的价格优势。因此，为顺利实现节能减排的目标，政府应对天然气的推广给予必要的政策支持，在调节好经济建设与可持续增长间平衡的基础上，拓展天然气的应用空间。而天然气的开发也应结合其燃烧稳定，发热量大、残渣遗留少等优点，通过深化技术奠定其在民用燃料、发电燃料、电动机燃料等产业中的优势地位，并积极探索新的用气领
域，向着诸如天然气空调、天然气热泵、天然气电，甚至陶瓷、玻璃、纸张及食品加工等制造领域发展，不断缩短我国与发达国家在能源利用方面的差距。
参考文献
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