天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以下為液體。 天然氣系古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下，經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生之氣態(tài)碳?xì)浠衔�，具可燃性，多在油田開采原油時(shí)伴隨而出或純天然氣氣田。
天然氣蘊(yùn)藏在地下多孔隙巖層中，主要成分為甲烷，比重約0.65，比空氣輕，具有無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒之特性。 天然氣公司皆遵照政府規(guī)定添加臭劑（四氫噻吩），以資用戶嗅辨。天然氣在空氣中含量達(dá)到一定程度后會(huì)使人窒息。
若天然氣在空氣中濃度為5%～15%的范圍內(nèi)，遇明火即可發(fā)生爆炸，這個(gè)濃度范圍即為天然氣的爆炸極限。爆炸在瞬間產(chǎn)生高壓、高溫，其破壞力和危險(xiǎn)性都是很大的。
依天然氣蘊(yùn)藏狀態(tài)，又分為構(gòu)造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構(gòu)造性天然氣又可分為伴隨原油出產(chǎn)的濕性天然氣、不含液體成份的干性天然氣。
天然氣開發(fā)利用不僅對(duì)我國(guó)能源保障具有重要意義，而且對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)清潔能源發(fā)展也具有重大意義。未來(lái)我國(guó)煤制天然氣的發(fā)展將面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)將并存的局面，所以必須科學(xué)合理地發(fā)展煤制天然氣。
1.煤制天然氣優(yōu)勢(shì)
煤制天然氣節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)
低碳發(fā)展已成為新一輪國(guó)際經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，其核心是建立高能效、低排放的發(fā)展模式。與煤制油、煤制甲醇相比，煤制天然氣在二氧化碳排放方面最具有優(yōu)勢(shì)，因此，發(fā)展煤制天然氣產(chǎn)業(yè)是最有利于減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，符合現(xiàn)代煤化工發(fā)展的要求。
煤制天然氣高能效優(yōu)勢(shì)
煤作為能源，利用路線主要有直接燃燒發(fā)電、轉(zhuǎn)化制油、制天然氣、制甲醇、制烯烴等技術(shù)，其中煤制天然氣效率最高，理論上可超過60%。因此，從綜合能源利用效率看，煤用于轉(zhuǎn)化成天然氣作為清潔能源是最高效節(jié)能的。
2.煤制氣項(xiàng)目存在問題
目前我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)過度和無(wú)序發(fā)展的現(xiàn)象，國(guó)家能源局[2015]69號(hào)文件《關(guān)于規(guī)范煤制燃料示范工作的指導(dǎo)意見》提出，在深入評(píng)估已建示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和問題的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)布局、嚴(yán)格準(zhǔn)入、穩(wěn)步推進(jìn)煤制燃料產(chǎn)業(yè)化示范，主要任務(wù)是圍繞能效、環(huán)保、節(jié)水及技術(shù)裝備自主化等內(nèi)容開展產(chǎn)業(yè)化工程示范，要求堅(jiān)持“示范先行、量水而行”的基本原則，但是目前尚未出臺(tái)具體產(chǎn)業(yè)政策及設(shè)計(jì)規(guī)范，還有很多問題需要進(jìn)一步研究。
氣化技術(shù)的選型問題
氣化技術(shù)的可靠性直接影響煤制天然氣項(xiàng)目的安全穩(wěn)定運(yùn)行和公司效益，煤氣化是煤制天然氣核心技術(shù)。各種煤氣化技術(shù)各自有優(yōu)缺點(diǎn)，不存在一種“萬(wàn)能”的煤氣化技術(shù)。氣化技術(shù)的選擇取決于原料煤的性質(zhì)及產(chǎn)品方案。表3列出了在建或擬建煤制天然氣項(xiàng)目所選煤質(zhì)與氣化技術(shù)及存在的主要問題。
碎煤加壓氣化技術(shù)在煤制天然氣工廠中應(yīng)用比較普遍，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在適應(yīng)煤種廣泛、投資成本低、能效高、原料氣中甲烷含量高、副產(chǎn)酚和油品、國(guó)產(chǎn)化率很高，按照單條生產(chǎn)線10億m3/a照單條生產(chǎn)能力，其投資水平是目前所有煤制氣化技術(shù)中最低的；缺點(diǎn)是以粒徑5~50mm塊煤為原料，粒徑小于5mm粉煤無(wú)法消耗、蒸汽分解率低，含酚廢水處理量大，環(huán)保壓力大、單臺(tái)爐處理能力偏小。
水資源問題
與其他能源化工產(chǎn)品相比較，煤制天然氣項(xiàng)目的能源利用效率和水資源利用率都是最高的，但由于其規(guī)模巨大，因而用水量也是巨大的。一個(gè)年產(chǎn)40億m3的煤制天然氣項(xiàng)目用水量約2000萬(wàn)t/a。這對(duì)煤炭資源豐富的西部缺水地區(qū)來(lái)說難度較大。煤制天然氣項(xiàng)目最大的耗水裝置是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，其次是生產(chǎn)用水、跑冒滴漏、化驗(yàn)、生活、綠化等用水無(wú)法回收。
因此，煤制天然氣工廠節(jié)約用水的關(guān)鍵是節(jié)約循環(huán)冷卻水耗水量。循環(huán)冷卻水最主要和有效的節(jié)水措施是采用閉式循環(huán)水和多采用空冷器等措施；同時(shí)，煤礦疏干水、城市污水和中水進(jìn)行回用、完善設(shè)計(jì)、優(yōu)化技術(shù)以及提高企業(yè)管理水平等措施進(jìn)行節(jié)水，已成為滿足大型的現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
經(jīng)濟(jì)效益問題
首先，我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展受國(guó)際能源結(jié)構(gòu)變化，特別是未來(lái)石油價(jià)格長(zhǎng)期在低位徘徊等影響，其經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益將受到嚴(yán)重削弱。油價(jià)下跌將間接導(dǎo)致天然氣價(jià)格在未來(lái)出現(xiàn)下調(diào)趨勢(shì)。2014年6月份以來(lái)，國(guó)際原油價(jià)格整體下滑趨勢(shì)嚴(yán)重，未來(lái)回調(diào)空間有限。加上天然氣進(jìn)口量的逐步攀升，將進(jìn)一步加劇我國(guó)天然氣市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，市場(chǎng)同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)沖擊加大。
其次，國(guó)家對(duì)煤制天然氣項(xiàng)目環(huán)保要求和成本投資要求逐步加大。國(guó)家已明文規(guī)定氮氧化物和二氧化硫的排放指標(biāo)，及廢水實(shí)現(xiàn)“零排放”，環(huán)保要求比以往更為嚴(yán)格，項(xiàng)目環(huán)保設(shè)備設(shè)施投資占比加大，從目前已投產(chǎn)的煤制天然氣示范項(xiàng)目看，未來(lái)面臨的環(huán)保壓力巨大，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益堪憂。
再次，天然氣增氣量和存氣量實(shí)現(xiàn)價(jià)格并軌機(jī)制終將成為事實(shí)，增量氣與存量氣的并軌，使得市場(chǎng)公平度提升，削弱了天然氣市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；直供用戶門站價(jià)格的放開，將顯著提升下游大用戶在市場(chǎng)交易中的話語(yǔ)權(quán)，勢(shì)必造成供氣企業(yè)進(jìn)一步降低制氣成本，維持企業(yè)生存。
隨著2013年底中緬天然氣管道的投運(yùn)，中俄進(jìn)口天然氣大單的簽訂，以及沿海進(jìn)口接收站逐步投運(yùn)，進(jìn)口天然氣資源將大為豐富，與此同時(shí)，中國(guó)整體經(jīng)濟(jì)增速放緩，天然氣需求增速隨之下降�？梢灶A(yù)見，未來(lái)將出現(xiàn)各種氣源充分競(jìng)爭(zhēng)的局面，煤制天然氣的競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。
由此可見，天然氣將以一股主流事態(tài)進(jìn)行發(fā)展��！
