天然气是一种有益于环境保护的燃料，它的已知储量每年都在增长，这就刺激了能源工业探寻可以用天然气取代其他燃料的新途径。

天然气的主要成分是甲烷，它是一种非常干净的燃料。在发出同样能量的前提下，它燃烧时产生的二氧化碳，至少要比煤少40%比油少25多。与煤和油不同的是，天然气实际上不含有硫化成分。所以当它燃烧时，几乎不产生二氧化硫，二氧化硫是酸雨的制造者。它不会产生燃烧剩余物，例如粉尘和烟灰。而且也不会产生放射性残渣，与油和核能进行比较，天然气的意外事故是局部的，并且是暂时的，而不是那种长期大面积蔓延性的。

去年，与1950年的10%相比较，天然气能够满足全球范围内能量总需求的20%。然而天然气作为主要燃料而被使用的量进一步的增长则要依赖于两个因素。能源工业必须扩大国际贸易。这样那些储备有大量天然气的国家就能开采他们所需要的用量，而出口他们所用不了的，我们必须开发新的技术，这样天然气就可以以不同的方式得到利用，例如：可以鼓励电力公司将这种燃料用于更大更好的汽轮机中，以便发出更多的电。

自从70年代石油价格大幅度上涨以来，能源工业—直在不断地扩大天然气贸易的商业网。苏联的一个重大发展就是“亚马尔”的管道建设。它将天然气从西伯利亚的西部传送到贯穿整个欧洲大陆国家的石油管道网“TENP”，它服务于整个欧洲大陆国家、因英国与“TENP”没有联系，所以要从位于北海北部的挪威“弗里格”油田进口天然气来补充它自己的储备。与此同时日本的密封油轮船队从印度尼西亚和马来西亚运送天然气，它每年要用掉约3千万公吨，相当于6千万公吨的煤。

国际天然气贸易以及天然气储备量的迅速稳固地增长刺激了能源部门去开发如何利用天然气的新途径。英国就是一个现代化工业国家如何使用天然气的一个典型范例。在英国单是天然气一项能源，就有1700万用户，国内的用户占销售量的63%。他们利用天然气为建筑取暖以及给水加温、做饭和冷冻食品。工业用户占销售量的19%，他们将天然气用于高温炉，可以热水，增加室温，可以将氢转变成氨，此过程可以用于化肥的生产。商店、大厦、办公室、医院的取暖占了总销售量的18%。这些传统领域对天然气的需求将会不断地增长，但现在能源工业正急于寻找非传统领域市场，最有前途的就是发电、在电力生产厂家间的竞争日趋激烈的年代，天然气发电站是经济的，并且建造迅速，不需多人操作。用天然气作为汽轮机的燃料来发电是一项被人们已经熟知的技术，尤其是在中东和北海地区的天然气和石油工业中。除去汽轮机小型化的趋势以外，其功率从1.2兆瓦到30兆瓦，制造厂家们已经开始生产大功率的设备。这已经成为可能，因为材料工业技术的提高已经使得他们能够设计出在高温条件下工作的汽轮机。过去生产厂家必须用大量的空气稀释天然气以减低燃烧室的温度，燃烧室中产生的燃烧产物被排出以驱动汽轮机。现在他们可以在这种燃烧室中使用多种燃料的混合物，结果使得那些进入汽轮机的燃烧产物，比前面所说的方式要热得多，这样就提高了发电效率（从一种能的形式转换成另一种能时的温度越高，则转换效率就越高）。例如一家叫General Electric的美国制造厂，设计出了一种工作温度为1260°C发电量为150兆瓦的汽轮机。以前的小型汽轮机工作温度为1104 ℃，发电量为83兆瓦。高的工作温度导致了汽轮机较高的余热。电站的工程师利用这种余热制成高压蒸气，而高压蒸汽又转回驱动汽轮机并可发出更多的电，这种方式被称为复合循环式。这种方式产生的结果给人一种很深的印象。现在烧煤的发电站可将燃料能量的37%转换成电，而复合循环式电站，例如日本的Futsu的一家电站的转换效率高达47%，并且他们充满自信地预言在不久的将来效率可达到50%。

从长远的观点来看，特别是如果天然气的存储量固定迅速地增长的诗，那天然气可以部分地取代作为运输燃料的石油产品。在化学上，天然气是机动车发动机中用于点火的非常理想的燃料。天然气与汽油不一样，它不会产生亚稳定的过氧化物。这种过氧化物会在应该点火之前将缸内的燃料点燃，除非加入添加剂，例如加入三乙基铅，或甲基叔丁基，以消除这种现象，不用这些添加剂会使燃料的生产更便宜。

把天然气作为机动车辆动力燃料的丰要问题之一就是很难储存足够的能够提供给机动车行驶合理行程的天然气、一种已得到广泛应用的办法是，将天然气压入罐中，气压达250巴（每平米可达25，000，000牛顿）。另一种办法与一种新研制的材料有关，这种材料在低压下可以吸收大量的天然气 。研究人员现在正在研制一种被称为活性炭的物质，它是一种多孔的能够为吸附天然气提供大表面的物质，二次世界大战期间，这些材料被用于防毒面具。

一种可以选择的办法就是可以将天然气转变成液化燃料。这并不是一项简单的工作。

最好的办法，不论是长链碳氢化合物的直接聚合，还是将甲烷的一部分氧化成甲醇，这两种方法都不是经济可行的。与此同时，生产厂家用蒸汽分解甲烷制成一氧化碳和氢的混合物并称它为合成气，碎后由这些混合物组成更为复杂的分子。在这些过程中，会有能量损失，并且需要复杂的工厂与设备。二次大战期间由于运输燃料的短缺，迫使德国的科学家们制成了合成石油。他们将氢和煤置于250巴压力，温度为700 ~ 800 K的条件下产生反应，这个反应被称为Bergius过程，它难以控制，但它生产出了德国所需的大部分合成燃料。他们的第二项试验，被称为Fisher-Trosch合成法，是现代合成反应的基础：通过添加钴催化剂，使得一氧化碳和氢产生反应而形成碳氢化合物。在新西兰的天然气和地热贸易集团，它属于能源部的一个司，应用美国莫比尔石油公司研究开发的工艺过程已将天然气转变成了汽油，在莫比尔工艺过程中，甲烷转变成同步气，而同步气又转变成甲醇。使用沸石催化剂ZSM5将甲醇转变成碳氢化合物。新西兰的这家工厂每年要生产620，000吨的合成燃料，能够解决莫比尔工艺过程中出现的大部分实际困难。然而在石油价格低廉的情况下，这一过程还不是经济实用的。

研究人员将甲烷的氧化过程实用化、商业化的努'力已经持续了50年了，难题是反应过程太快以致难以进行控制；这一反应过程是甲烷到甲醇，甲醇再分解成一氧化碳和水。大约在25年前英国的天然气公司的研究人员已将60%的甲烷转变成了甲醇，他们的办法是将气体的混合物置于58 ~ 100巴压力之间，温度介于620 K-810 K之间。并且在混合物中添加2%的氧。最近加拿大温尼伯市曼托巴（Mantoba）大学的从事化学工作的海曼 · 加瑟（Hyman Gesser）教授宣布，他在低压下，将更高比例的甲烷转化成甲醇。英国的天然气公司的研究显示，将混合物中的氧的比例增加至8%，就能够直接从甲醇中生产乙烯和乙烷。

[New Scientist，1989年10月7日]