一、前言

　　人們常稱21世紀(jì)是天然氣世紀(jì)，中國(guó)天然氣黃金時(shí)代就要到來(lái)。

　　“天然氣經(jīng)濟(jì)效應(yīng)”將推動(dòng)我國(guó)的能源革命、環(huán)保革命、產(chǎn)業(yè)革命向著一個(gè)嶄新的階段發(fā)展。

　　天然氣在燃?xì)饪照{(diào)，區(qū)域能源站的充分利用，是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的最佳途徑。已引起當(dāng)今科學(xué)工作者的高度關(guān)注和重視。

　　我國(guó)政府推出一系列支持和鼓勵(lì)發(fā)展國(guó)內(nèi)天然氣、引進(jìn)天然氣和引進(jìn)液化天然氣的政策，為加促我國(guó)能源革命向天然氣轉(zhuǎn)換，提供了有力的保證。

　　天然氣的廣泛應(yīng)用、合理利用和天然氣的長(zhǎng)期、穩(wěn)定供應(yīng)，為大力發(fā)展我國(guó)燃?xì)饪照{(diào)，開(kāi)展區(qū)域制冷提供了可靠的基礎(chǔ)條件。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的中國(guó)會(huì)出現(xiàn)許許多多，大大小小的燃?xì)饪照{(diào)機(jī)組和區(qū)域能源站為人民生活提供各種舒適的各種能級(jí)的能量服務(wù)。

　　二、引進(jìn)天然氣是改變我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的重大決策

　　1、我國(guó)能源資源短缺的壓力

　　 從1993年起，中國(guó)已成為石油凈進(jìn)口國(guó)，目前每年進(jìn)口石油7000萬(wàn)噸以上。據(jù)美國(guó)《油氣雜志》估計(jì)，2005年中國(guó)石油消費(fèi)量將達(dá)到2.6億噸/年左右。其中缺口1億噸/年以上，到2015年中國(guó)將成為世界上最大的石油消費(fèi)國(guó)。

　　目前，我國(guó)人均占有能源儲(chǔ)量還不到世界人均占有量的一半。在能源資源中，煤炭占70%以上，人均煤炭資源占有量大約是世界人均的一半，而石油天然氣的人均占有量不到世界平均水平的十分之一。

　　能源資源短缺，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的壓力。

　　2、我國(guó)環(huán)境嚴(yán)重污染的壓力

　　長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)能源資源以煤為主，城市煤氣、工業(yè)窯爐、發(fā)電都以燃煤為主。燃燒產(chǎn)物中的硫化物、二氧化碳、氮氧化物，以及大量煙塵污染，使城市空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化。

　　1998年聯(lián)合國(guó)公布了世界空氣污染最嚴(yán)重的十大城市,排名為：太原、米蘭、北京、烏魯木齊、墨西哥、蘭州、重慶、濟(jì)南、石家莊、德黑蘭。只有中國(guó)、南非、波蘭、和北朝鮮，煤炭使用率超過(guò)70%。

　　據(jù)權(quán)威部門(mén)檢測(cè)顯示：煙塵排放量的70%，二氣化硫的90%來(lái)自燒煤的結(jié)果。按我國(guó)目前燒煤炭比重高達(dá)70%的能源結(jié)構(gòu)測(cè)算，每年排放二氧化硫2000多萬(wàn)噸，工業(yè)煙塵1000多萬(wàn)噸，酸雨控制面積達(dá)40%，環(huán)境污染非常嚴(yán)重。

　　面對(duì)環(huán)境嚴(yán)重污染的現(xiàn)象，擴(kuò)大國(guó)內(nèi)天然氣生產(chǎn)、加促引進(jìn)國(guó)外天然氣和液化天然氣改變我國(guó)能源結(jié)構(gòu)已成為迫不可待和需要認(rèn)真研究的重要課題。

　　3、建設(shè)環(huán)保城市和生態(tài)城市的迫切要求

　　第二次世界大戰(zhàn)之后，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)、經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)、城市規(guī)模迅速膨脹、農(nóng)村城市化進(jìn)程不斷加快，以大氣污染和水資源環(huán)境惡化為特征的“城市病”不斷在漫延，不斷在報(bào)服人類，引起了各國(guó)政府的高度重視，大力支持環(huán)保城市的建設(shè)和生態(tài)城市的建設(shè)，用最清潔的能源不斷取代污染性的能源是當(dāng)代城市建設(shè)者們的一項(xiàng)重要任務(wù)。

　　4、天然氣是當(dāng)今世界的理想能源

　　天然氣是當(dāng)今世界的理想能源，天然氣的合理利用，特別是廣泛應(yīng)用在燃?xì)饪照{(diào)、燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電和區(qū)域制冷對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、優(yōu)化生態(tài)城市建設(shè)、優(yōu)化理想人居空間，創(chuàng)造人和自然的和諧環(huán)境都具有非常重要的意義。

　　天然氣作為一次能源具有三大優(yōu)勢(shì)：

　　第一、高效。絕大部分燃煤機(jī)組發(fā)電效率為30%左右，最高的亞臨界點(diǎn)發(fā)電效率也不超過(guò)38%；天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率高達(dá)60%；如果采用功熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用天然氣，能源利用效率可達(dá)80%以上。

　　第二、潔凈。天然氣的主要成份為甲烷，1分子CH4燃燒產(chǎn)物為2分子H2O和1分子CO2，每立方米天然氣燃燒產(chǎn)物含2公斤水。CO2的總排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燃煤，也小于燃燒液化石油氣。
液化天然氣（LNG），是天然氣從氣井開(kāi)采出來(lái)之后，經(jīng)凈化，除去雜質(zhì)在低溫下液化的產(chǎn)物，其燃燒產(chǎn)物非常干凈，基本不含硫化物和氮氧化物。

　　第三、方便。液化天然氣（LNG）在接收基地氣化以后，通過(guò)高壓管線輸送到門(mén)站，降低壓力后送至城市居民用戶和工商用戶，與管道天然氣一樣再不要后處理，既方便又省事�？偟慕�(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于用煤和其他燃料。這是天然氣在全球能耗比例中增長(zhǎng)最快的主要原因。

　　5、引進(jìn)天然氣的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義
我國(guó)的廣東深圳早在1994年就開(kāi)始研究引進(jìn)液化天然氣。1998年國(guó)家作出重大決策，西氣東輸、川氣出川、俄氣南送、從澳大利亞、印度尼西亞等地引進(jìn)液化天然氣。
引進(jìn)國(guó)外天然氣的經(jīng)濟(jì)意義在于：

    第一、今后幾年我國(guó)電力將嚴(yán)重短缺

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)快速發(fā)展以及人民生活生平的不斷提高，對(duì)電力用量急劇增長(zhǎng)的需求，就是采取西電東送和加速建設(shè)火力發(fā)電廠，也很難使缺電的局面得到緩解。
因此，引進(jìn)天然氣，對(duì)增加電網(wǎng)調(diào)峰手段，改善環(huán)境污染都具有非常重要的意義。

    第二、引進(jìn)天然氣為開(kāi)發(fā)功熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)提供保證

　　引進(jìn)天然氣為我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，廣泛建立區(qū)域能源站，充分提高能量利用效率提供了非常有利的條件。對(duì)我國(guó)的供電安全也有重大作用。9.11事件和非典事件以后，發(fā)達(dá)國(guó)家都在加速建立區(qū)域制冷系統(tǒng)的步伐，避免由于意外事故造成大面積中斷供電事故，保障供電安全。

    第三、大量引進(jìn)天然氣有利于石化原料的結(jié)構(gòu)調(diào)整

　　大量引進(jìn)天然氣占領(lǐng)民用燃?xì)馐袌?chǎng)以后，可以把目前每年消耗的1500萬(wàn)噸的民用液化石油氣頂替出來(lái)，回到石油化工原料市場(chǎng)上去，進(jìn)一步優(yōu)化我國(guó)石油產(chǎn)品的分布結(jié)構(gòu)、優(yōu)化乙烯和各種石化產(chǎn)品的原料結(jié)構(gòu)，降低能耗，提高總體經(jīng)濟(jì)效益。

    三、天然氣優(yōu)化利用的途經(jīng)分

    1、用作民用燃料和鍋爐燃料

　　天然氣用來(lái)燒水做飯，雖說(shuō)是一種非常理想的清潔燃料，但就其熱量利用效率來(lái)說(shuō)是極其不合算的。利用天然氣產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈦?lái)加熱熱水，達(dá)到80至 100℃，從熱力學(xué)第二定律計(jì)算可知其利用效率極低。作為民用燃料又不得不使用。隨著電磁灶的出現(xiàn)和普及，天然氣爐灶會(huì)被遂步頂替。作為工業(yè)燃料直接燒鍋爐，將大量熱能浪費(fèi)在煙氣中，更是極不經(jīng)濟(jì)的做法。

    2、用作直燃空調(diào)燃料

　　利用天然氣燃燒的高溫?zé)煔庾鳛殇寤�鋰制冷機(jī)組的熱源，使制冷機(jī)產(chǎn)生冷量，隨著國(guó)防環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)和溴化鋰制冷技術(shù)的不斷成熟，燃?xì)庵醒肟照{(diào)在世界各地得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在日本，燃?xì)饪照{(diào)每年增長(zhǎng)60多萬(wàn)冷噸，并以13.6%的速度增長(zhǎng)，比電空調(diào)以8.7%的速度增長(zhǎng)快得多。目前在日本，5000平方米以上的現(xiàn)代建筑，有 70%以上使用吸收式制冷機(jī)�？茖W(xué)工作者正在研究5KW、2.7KW甚至更小的別墅和家庭用的小型吸收式燃?xì)饪照{(diào)。但就天然氣在直燃式燃?xì)饪照{(diào)的利用來(lái)論，其熱力學(xué)效率還是比較低的。

    3、用作聯(lián)合循環(huán)發(fā)電燃料

　　燃?xì)廨啓C(jī)是一種布來(lái)頓循環(huán)的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，目前噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)都是燃?xì)廨啓C(jī),屬輕型燃?xì)廨啓C(jī)。而發(fā)電廠用的是重型燃?xì)廨啓C(jī)，規(guī)�？蛇_(dá)幾十萬(wàn)KW。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)發(fā)展非常快，20年前的發(fā)電效率只有20%左右，現(xiàn)在的大型燃?xì)廨啓C(jī)一次發(fā)電效率已經(jīng)超過(guò)40%。
聯(lián)合循環(huán)發(fā)電就是燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)聯(lián)合發(fā)電，天然氣先在燃?xì)廨啓C(jī)里發(fā)電，排出的400至600℃的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂徨仩t，產(chǎn)生400℃的高溫和4MPa的高壓蒸汽，進(jìn)入蒸汽輪機(jī)發(fā)電，兩者發(fā)電效率總和可達(dá)60%以上。

    4、用作區(qū)域能源站燃料

　　天然氣通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電以后，高溫?zé)煔饣蛴米髦评�，或進(jìn)入熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，這些蒸汽或用來(lái)發(fā)電，或用作其他工藝熱源利用，比單用來(lái)燒鍋爐的效率要高得多。因?yàn)樘烊粴庠谌細(xì)廨啓C(jī)發(fā)電利用了30~40%的效率之后，余熱產(chǎn)生的蒸汽再發(fā)電或供熱或制冷，這就是所謂的電熱冷聯(lián)產(chǎn)效應(yīng)，熱效率可達(dá)到80%以上。

　　因?yàn)槿紵�的煙氣不含二氧化硫，產(chǎn)生的水蒸汽冷凝潛熱，還可以得到利用，使燃?xì)廨啓C(jī)的最終排氣溫度可低至38℃，幾乎90%的熱量都被利用了。這是一種最高效的熱量利用途徑，國(guó)外用得很多，發(fā)展也很迅速。

　　采用熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)，一次能源利用率可高達(dá)1.49的比值，比熱電冷分供要高一倍，標(biāo)準(zhǔn)氣耗則降低一半。預(yù)計(jì)到2020年，樓宇能源的最主要的形式將會(huì)有一半被熱電冷三聯(lián)供的形式代替，這是21世紀(jì)能源的發(fā)展方向。