《天然氣利用技術(shù)的應(yīng)用和建議（論文）》

PAGE摘要隨著全球?qū)Νh(huán)保的重視，天然氣在眾多能源中脫穎而出，天然氣的開發(fā)、利用等技術(shù)顯得越來越重要。作為能源，天然氣具有綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實惠、安全可靠、方便使用等優(yōu)點。我國對于天然氣的重視越來越突出，大力推廣天然氣這種清潔環(huán)保的能源成為我國改善環(huán)境及能源結(jié)構(gòu)的必然途徑。隨著我國對天然氣的研究探索及實踐，天然氣在很多行業(yè)里都進(jìn)行了有效的推廣及實踐。本文會介紹天然氣技術(shù)的各種應(yīng)用，如天然氣汽車、發(fā)電、化工、城市燃?xì)獾龋⒅赋鎏烊粴饫眉夹g(shù)的應(yīng)用的現(xiàn)狀以及存在的問題，針對這些問題提出合理的發(fā)展建議。關(guān)鍵詞：能源，天然氣利用技術(shù)，現(xiàn)狀，問題，發(fā)展建議

目錄22256_WPSOffice_Level1第1章前言 123928_WPSOffice_Level1第2章天然氣在我國的應(yīng)用 119938_WPSOffice_Level1第3章目前我國天然氣的主要利用技術(shù) 18788_WPSOffice_Level21.天然氣發(fā)電 124291_WPSOffice_Level22.燃料電池 115027_WPSOffice_Level23.天然氣汽車 230009_WPSOffice_Level24.天然氣化工 25237_WPSOffice_Level25.城市燃?xì)?224650_WPSOffice_Level26.LNG冷能的利用 232350_WPSOffice_Level1第4章天然氣的應(yīng)用現(xiàn)狀 225817_WPSOffice_Level21.天然氣消費量不斷增加 224305_WPSOffice_Level22.利用天然氣的區(qū)域更加廣泛 322786_WPSOffice_Level23.天然氣的利用方向多元化 37923_WPSOffice_Level24.天然氣價格低 310532_WPSOffice_Level1第5章天然氣利用技術(shù)的應(yīng)用問題 319759_WPSOffice_Level25.1發(fā)展觀念滯后 321797_WPSOffice_Level25.2資源浪費與環(huán)境污染 427956_WPSOffice_Level25.3天然氣利用技術(shù)有待提高 412454_WPSOffice_Level25.4缺乏完善的監(jiān)管機構(gòu)與監(jiān)管制度 512577_WPSOffice_Level1第6章對天然氣利用技術(shù)的建議 517966_WPSOffice_Level26.1構(gòu)建天然氣市場競爭機制 57870_WPSOffice_Level26.2樹立低碳發(fā)展觀念 631827_WPSOffice_Level36.3產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策 625205_WPSOffice_Level36.3.1重視伴生氣回收和利用技術(shù)的低成本化研究 621854_WPSOffice_Level36.3.2加強管道加熱節(jié)能技術(shù)的推廣 626337_WPSOffice_Level36.3.3加快高效燃燒技術(shù)和工業(yè)節(jié)能技術(shù)的開發(fā) 69487_WPSOffice_Level26.4建立完善的監(jiān)管制度 715888_WPSOffice_Level36.4.1借鑒先進(jìn)國家的發(fā)展經(jīng)驗 713663_WPSOffice_Level36.4.2建立專門的、獨立的天然氣監(jiān)管機構(gòu) 74527_WPSOffice_Level1第7章結(jié)論 823156_WPSOffice_Level1參考文獻(xiàn) 914776_WPSOffice_Level1致謝 10PAGE6第1章前言隨著全球性環(huán)保意識的不斷增強，人們也在積極探索綠色清潔能源。天然氣是一種綠色新型的能源，在很多地方都發(fā)揮著很大的作用。我們國家是全世界排名第二的能源消費國家，想要更好的利用這種清潔的能源，我們應(yīng)該積極探索和研究新型綠色能源，對天然氣應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行更為深入的鉆研，這樣才能讓天然氣的利用技術(shù)更加廣泛應(yīng)用到我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中來。第2章天然氣在我國的應(yīng)用我們國家一直把煤炭當(dāng)做主要使用的能源，這就造成了我們國家的天然氣應(yīng)用水平較大的落后于發(fā)達(dá)國家的水平，并且隨著國際上石油價格迅速上升，我們不得不在新能源上下功夫，我們國家的能源結(jié)構(gòu)想要改變就一定要研究對天然氣的利用以及如何更加高效的開發(fā)天然氣，天然氣是一種無色的清潔燃料;天然氣也是一種極好的化工發(fā)熱的原料，它還可以應(yīng)用在合成一些化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工作上。但是從目前的狀況來看，我們國家天然氣的儲量非常豐富，卻沒有得到合理的利用，加上我國目前我國的天然氣利用率比較低，所以對于我們來說，合理的利用天然氣以及開發(fā)新的天然氣利用技術(shù)，已經(jīng)迫在眉睫。第3章目前我國天然氣的主要利用技術(shù)天然氣在我們國家的應(yīng)用還停留在很初級的階段，我們一般將天然氣用在發(fā)電、汽車燃料、燃料電池、冷能、城市燃?xì)?、化工方面，雖然有的技術(shù)已經(jīng)的使用的過程中慢慢成熟，給國家?guī)硪恍┑慕?jīng)濟(jì)上效益；但是總體上來說，很多技術(shù)并未成型，需要更深一步的探究。3.1天然氣發(fā)電我們國家天然氣的發(fā)電技術(shù)應(yīng)用以及推廣最早是在上世紀(jì)九十年代的時候。到現(xiàn)在我們國家在天然氣發(fā)電的應(yīng)用上已經(jīng)積累了不少的基礎(chǔ)得建設(shè)和使用得經(jīng)驗。并且因為天然氣的能源利用率相對于煤炭來說高了很多，所以到今天我們國家天然氣發(fā)電的工業(yè)愈來愈多，我國主要用的天然氣發(fā)電的技術(shù)是天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。3.2燃料電池燃料電池是利用電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能變成電能的裝置，燃料電池的原理就是通過天然氣燃料在電池內(nèi)部進(jìn)行氧化還原反應(yīng)以產(chǎn)生電能。天然氣燃料電池是用天然氣來當(dāng)做燃料發(fā)電，天然氣燃料電池發(fā)電系統(tǒng)主要是由燃料處理裝置、交流電轉(zhuǎn)換裝置、電池單元組合裝置、熱回收系統(tǒng)構(gòu)成的。3.3天然氣汽車世界上已有的天然氣汽車汽車技術(shù)是壓縮天然氣汽車和吸附天然氣汽車還有液化天然氣汽車。壓縮天然氣汽車其主要工作原理就是把天然氣壓縮的很小，然后就可以放到汽車的專用的儲氣瓶里面，如果要使用就把里面的天然氣在輸送給汽車的內(nèi)燃機，以此來達(dá)到天然氣充當(dāng)動力的作用。我們探究天然氣汽車的很大方面是處于天然氣汽車的環(huán)境效益跟其他普通汽車相比對環(huán)境的污染較小，汽車尾氣的空氣污染的化學(xué)物質(zhì)少了很多。天然氣汽車相對于普通汽車來說安全性能更好。3.4天然氣化工天然氣也可以當(dāng)做化工的原料來用，它如果進(jìn)行加工就可以合成像氨、甲醛、甲醇、乙炔這些物質(zhì)。在我國天然氣化工上主要是用來合成甲醇以及合成氨。雖然我們的合成甲醇技術(shù)已經(jīng)比較有經(jīng)驗，但是產(chǎn)量只有10萬噸，研究方向是為了降低能耗。3.5城市燃?xì)馓烊粴飧覀兂Ｓ玫拿簹庀啾仁歉鼉?yōu)秀的城市燃?xì)?，天然氣的發(fā)熱量是煤氣的兩倍多。應(yīng)用在城市燃?xì)馍峡梢越o人們帶來更多的便利。但是天然氣與煤氣在使用上有很多差別，如果要大面積的使用，還需要集體調(diào)換燃燒是使用的器具以適應(yīng)天然氣。3.6LNG冷能的利用我國的LNG進(jìn)口量越來越大，所以對LNG冷能的利用也變得越來越重要，LNG冷能可以直接用于冷能發(fā)電、制作干冰、空調(diào)制冷很多方面，還可以冷凍食品、粉碎廢棄物的處理技術(shù)、凍結(jié)保存技術(shù)、低溫醫(yī)療技術(shù)等。天然氣在LNG冷能的利用上值得更為深入的發(fā)掘。第4章天然氣的應(yīng)用現(xiàn)狀4.1天然氣消費量不斷增加我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的越來越快，各行各業(yè)對能源的需量也越來越大。隨著我們國家的天然氣工業(yè)基礎(chǔ)的建設(shè)逐漸得到更好的發(fā)展和完善，大量的大型天然氣管道陸陸續(xù)續(xù)建成，人們的環(huán)保觀念越來越強。我國的天然氣需求量增長十分迅速，天然氣市場的消費量更是不斷的增加。4.2利用天然氣的區(qū)域更加廣泛21世紀(jì)以前，我們國家的天然氣大型的管道還沒有建好，我國的天然氣消費主要集中在油氣田的旁邊，就近使用，無法向更遠(yuǎn)的地方運輸。全國天然氣的消費主要集中在擁有大型的油氣田資源的四川、黑龍江、重慶等省。后來天然氣大型管道的逐漸增多，在2008年的時候我們國家的天然氣管道的框架基本形成，天然氣管道總長已經(jīng)有3.4萬公里。隨著后來天然氣管道建設(shè)的細(xì)化我們國家天然氣覆蓋的面積越來越廣。到今天，我們國家的各地地區(qū)差不多都使用上了天然氣。4.3天然氣的利用方向多元化21世紀(jì)以前，我們國家大部分的天然氣都用于化工生產(chǎn)。后來伴隨著城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我們國家的天然氣管道也越來越多，使用天然氣的工廠和家庭的數(shù)量也越來越多，天然氣的利用方向變得更加多元化，因此也在一定程度上推動天然氣的利用技術(shù)的發(fā)展。天然氣作為一種清潔能源，現(xiàn)在己經(jīng)被大量地使用在燃?xì)猱?dāng)中并且也代替著別的工業(yè)燃料。4.4天然氣價格低天然氣的價格主要是根據(jù)成本來定的。從市場上的情況來看的話，天然氣的價格也和本地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)。我們國家的天然氣利用技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀可以看出，我們國家的天然氣產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有較好的發(fā)展，但是還在處于高速發(fā)展的過程中。所以隨著我們國際天然氣的發(fā)展越來越快，天然氣利用技術(shù)的應(yīng)用方法也會更多，天然氣成本會越來越低，價格也會隨之降低。第5章天然氣利用技術(shù)的應(yīng)用問題5.1發(fā)展觀念滯后隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長和低碳經(jīng)濟(jì)影響的日益擴大，天然氣產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的新時期。但是在這個特殊的時期里，天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，卻存在著很多滯后的、不利于低碳發(fā)展的觀念。在對待氣源上，為了保證供氣穩(wěn)定，一味的進(jìn)行勘探開發(fā)，竭力提高采氣率。從人類發(fā)展的角度考慮，低碳發(fā)展其實是可持續(xù)發(fā)展觀念的一類。與石油一樣，天然氣也是儲量有限的不可再生能源，激進(jìn)的開發(fā)造成資源過度，對天然氣產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展來說很不利。在天然氣的下游，各地借著低碳經(jīng)濟(jì)的東風(fēng)，紛紛開發(fā)各種天然氣相關(guān)項目。事實上，天然氣化工和天然氣作為燃料的工業(yè)項目有很多能耗高、污染大，例如天然氣制甲醇、以天然氣為燃料的冶金、建材等。很多企業(yè)只重視眼前的經(jīng)濟(jì)利益，一味追求產(chǎn)量的增長和利潤的提高，不注重產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化和企業(yè)發(fā)展模式的優(yōu)化。這種粗放的發(fā)方式不僅消耗了大量的天然氣，排放的廢氣、廢水、廢渣還破壞了生態(tài)環(huán)境，完全與低碳經(jīng)濟(jì)的要求相違背。5.2資源浪費與環(huán)境污染天然氣在開采過程中的浪費主要表現(xiàn)為兩個類型:一是作為原油開采過程中的副產(chǎn)品，在開采原油的過程中，往往伴隨著大量的有毒天然氣，因為不能直接利用，開采商一般會采取就地燃燒的措施。二是天然氣作為主要產(chǎn)品，主要廢氣包括集氣站的廢氣、凈化站的廢氣以及增壓站泄漏的廢氣。零七年的時候，世界銀行發(fā)布了第一份使用衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)對全球天然氣放空燃燒量進(jìn)行統(tǒng)計的報告，顯示了2006年全球天然氣放空燃燒量達(dá)1700億立方米，約折合美國每年天然氣使用量的27%，或折合全球天然氣產(chǎn)量的5.5%，這些被放空的天然氣價值約為400億美元。同時，這些放空燃燒的天然氣向大氣中釋放了近4億噸二氧化碳。環(huán)境污染也貫穿天然氣產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)冀K。開采天然氣產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣會破壞資源地的生態(tài)環(huán)境;管輸中的污染主要包括清管作業(yè)時排放的天然氣和煙氣，清管時排放的氧化鐵粉末和殘液，首站中排放的工業(yè)廢水和生活污水，還有壓縮機產(chǎn)生的噪聲和振動;天然氣利用中，天然氣合成氨產(chǎn)生的CO2、廢液，工業(yè)燃料和熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的NO2,CH4,CO等廢氣。5.3天然氣利用技術(shù)有待提高雖然我國天然氣資源豐富，但是天然氣田確有高含硫、高壓力的特點，開采起來危險大、技術(shù)含量高。在過去的幾年里，我國多次出現(xiàn)規(guī)模不等的井噴事故。井噴事件意味著高含硫、高壓氣田的開發(fā)存在很大的社會危險性，我國天然氣鉆井、井控、開發(fā)技術(shù)均有待進(jìn)一步的改善。天然氣凈化廠的脫硫、硫磺回收和尾氣處理三個主要工藝裝置均是國外公司設(shè)計，凈化設(shè)備也是成套從國外引進(jìn)。在天然氣管輸環(huán)節(jié)，尤其是高壓運輸中，天然氣增壓浪費的熱量較多，利用廢熱的工藝還不成熟。從天然氣輸氣管網(wǎng)的設(shè)計方面來說，主要依靠國外進(jìn)口軟件，國內(nèi)自主研發(fā)能力不強。天然氣輸氣管網(wǎng)的優(yōu)化技術(shù)包括優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)化運行和優(yōu)化可靠性三種技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，更多的優(yōu)化算法如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊決策等方法運用到管線布局、工藝流程設(shè)計和可靠性設(shè)計中來。管網(wǎng)布局的設(shè)計是天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中重要的組成部分，無論是長輸管線還是城市管網(wǎng)，設(shè)計技術(shù)落后都會造成資源的浪費和結(jié)構(gòu)失衡，不利于天然氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我們對天然氣的利用主要分為城市燃?xì)?、工業(yè)燃料、天然氣化工和天然氣發(fā)電四個領(lǐng)域。但是我們在這些方面對天然氣熱值的利用都沒有達(dá)到最大的度。用天然氣作為燃料是最低級別的利用方式，對天然氣的熱值浪費極大，但卻是目前天然氣利用最普及的方式。天然氣化工在天然氣消費中也占有與城市燃?xì)庀嗤谋戎?。國際上主要發(fā)達(dá)國家政府和大型化工公司非常重視天然氣化工項目，目前研究重點是天然氣直接或間接轉(zhuǎn)化生產(chǎn)液體燃料、烯烴、芳烴和含氧有機化學(xué)品四大領(lǐng)域。5.4缺乏完善的監(jiān)管機構(gòu)與監(jiān)管制度目前我國天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，己經(jīng)暴露出供需不平衡，氣價不穩(wěn)定，發(fā)展不均衡的問題，究其原因，還在于我國未建立起完善的監(jiān)管機構(gòu)，缺乏完善的監(jiān)管制度。天然氣的勘探開發(fā)中，未制定統(tǒng)一、規(guī)范的安全標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致勘探中事故頻發(fā)，不僅浪費了天然氣資源，還損害周邊民眾的生命健康。上游企業(yè)準(zhǔn)入采取審批制，小型企業(yè)無法進(jìn)入，對三大石油企業(yè)來說，一些中小型氣田成為勘探開發(fā)中的雞肋，開發(fā)消耗了很多人力物力但是的不到相應(yīng)回報。隨著《中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法》正式施行，其中對管道的規(guī)劃與建設(shè)、管道保護(hù)及相關(guān)法律責(zé)任進(jìn)行了規(guī)定。但由于缺少專門的監(jiān)管部門，天然氣城市輸配管網(wǎng)的設(shè)計、建設(shè)、運行都由三大石油公司自行完成，不利于整體的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。在天然氣下游環(huán)節(jié)，沒有專門的監(jiān)管部門規(guī)范監(jiān)督，天然氣利用項目由各地政府拍板決定，不利于產(chǎn)業(yè)整體布局和戰(zhàn)略作用的發(fā)揮。近幾年來輿論爭論的天然氣定價問題，也與缺少天然氣監(jiān)管部門有關(guān)。第6章對天然氣利用技術(shù)的建議6.1構(gòu)建天然氣市場競爭機制當(dāng)前我們國家天然氣產(chǎn)業(yè)壟斷程度太高，應(yīng)該早點打破壟斷現(xiàn)象，建立市場競爭機制。一方面，要在天然氣勘探開發(fā)環(huán)節(jié)打破壟斷、引入競爭。允許民營企業(yè)開發(fā)規(guī)模較小、利潤較低的小型氣田。這樣既可以讓三大石油公司專心開發(fā)大型氣田，提高經(jīng)營利潤，又可以將社會資本運用起來，實現(xiàn)對資源的充分利用。另一方面，在天然氣管輸、配氣環(huán)節(jié)建立合理的準(zhǔn)入機制，終止由審批制導(dǎo)致的行政壟斷。在中游實施準(zhǔn)入制的前提是管網(wǎng)與氣源的供應(yīng)必須分離，也就是說，管輸業(yè)務(wù)需要在三大石油公司的業(yè)務(wù)中分離出來，不然就無法形成有效競爭。最后，在天然氣配氣環(huán)節(jié)，取消中標(biāo)配氣企業(yè)在一定空間的壟斷經(jīng)營權(quán)，將競爭逐漸引導(dǎo)到普通用戶的運輸和配送的方面。6.2樹立低碳發(fā)展觀念事物的改革始于觀念的改變。天然氣產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)低碳發(fā)展，必須要從根本上改變過去只重視眼前經(jīng)濟(jì)利益的觀念，樹立起低碳發(fā)展觀。天然氣是不可再生能源，在開采中應(yīng)依照適度開采的原則，嚴(yán)厲禁止過度開采。對于近兩年天然氣市場中暴露出的供需失衡的問題，應(yīng)按“建立天然氣價格機制一調(diào)整消費結(jié)構(gòu)一協(xié)調(diào)上中下游發(fā)展”的思路解決，不能一味“開源”，導(dǎo)致資源消耗過度，不于天然氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。建立低碳社會，需要部門、企業(yè)、個人的共同努力。在天然氣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向低碳發(fā)展模式的時候，企業(yè)消費者和個人消費者也應(yīng)當(dāng)建立起低碳消費觀。工業(yè)企業(yè)是天然氣消費的大戶，樹立低碳發(fā)展觀，不僅可以幫助企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)上目標(biāo)，優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從而提高企業(yè)的競爭優(yōu)勢。樹立起低碳發(fā)展觀對于個人消費者的作用也很重要。應(yīng)該做好個人消費者的思想教育工作，幫助他們樹立起低碳發(fā)展觀念意義重大。6.3產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策6.3.1重視伴生氣回收和利用技術(shù)的低成本化研究石油天然氣的開采中，會產(chǎn)生大量的伴生氣，因為伴生氣大多有毒，所以目前的處理方式是放空燃燒。這種方法不僅浪費了資源，放空燃燒還會產(chǎn)生有毒氣體，破壞環(huán)境、危害健康。實現(xiàn)伴生氣回收，既可以為石油天然氣企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又可減少對環(huán)境的污染。伴生氣凈化回收技術(shù)較為成熟，但由于經(jīng)濟(jì)性較低，使用范圍較為狹窄，所以該技術(shù)的低成本化研究非常重要。6.3.2加強管道加熱節(jié)能技術(shù)的推廣管道集輸環(huán)節(jié)的能源浪費主要是因為管道溫度過低，為加熱管道而耗費大量的能源。管道加熱技術(shù)主要有阻抗伴熱技術(shù)、電磁感應(yīng)伴熱技術(shù)、柔性材料伴熱技術(shù)、集膚效應(yīng)伴熱技術(shù)。這幾種技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和效果上各有不同，但都是管道加熱領(lǐng)域較為先進(jìn)的技術(shù)。目前，世界上只有小部分的公司在進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)，我國也有一些研發(fā)成果，在油氣田小范圍應(yīng)用。由于管道加熱節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益突出。6.3.3加快高效燃燒技術(shù)和工業(yè)節(jié)能技術(shù)的開發(fā)我國天然氣消費結(jié)構(gòu)中，作為工業(yè)燃料消耗掉的天然氣占了很大的比重，而目前燃燒技術(shù)較低，大量的熱量浪費在了煙氣之中。高效燃燒技術(shù)主要有催化燃燒技術(shù)、化學(xué)鏈燃燒技術(shù)和無煙燃燒技術(shù)三種，不過這三種技術(shù)都在開發(fā)之中。工業(yè)節(jié)能技術(shù)主要使用在廢熱利用上。目前工業(yè)節(jié)能技術(shù)主要有蓄熱技術(shù)和蓄熱燃燒技術(shù)，目前也處于研發(fā)階段。6.4建立完善的監(jiān)管制度6.4.1借鑒先進(jìn)國家的發(fā)展經(jīng)驗英、美、日天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗告訴我們，要在非自然壟斷環(huán)節(jié)不斷引入競爭，在自然壟斷環(huán)節(jié)不斷尋求合理的管制方法。監(jiān)管機構(gòu)對天然氣產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管應(yīng)該是貫穿整個產(chǎn)業(yè)鏈的。產(chǎn)業(yè)鏈上游，在市場競爭秩序確立后，監(jiān)管機構(gòu)要時刻關(guān)注上游環(huán)節(jié)的大公司是否存在壟斷行為，如果存在，要嚴(yán)肅處罰。