一、前言

　　人們常稱21世紀是天然氣世紀，中國天然氣黃金時代就要到來。

　　“天然氣經(jīng)濟效應”將推動我國的能源革命、環(huán)保革命、產業(yè)革命向著一個嶄新的階段發(fā)展。

　　天然氣在燃氣空調，區(qū)域能源站的充分利用，是優(yōu)化能源結構的最佳途徑。已引起當今科學工作者的高度關注和重視。

　　我國政府推出一系列支持和鼓勵發(fā)展國內天然氣、引進天然氣和引進液化天然氣的政策，為加促我國能源革命向天然氣轉換，提供了有力的保證。

　　天然氣的廣泛應用、合理利用和天然氣的長期、穩(wěn)定供應，為大力發(fā)展我國燃氣空調，開展區(qū)域制冷提供了可靠的基礎條件�？梢灶A見，未來的中國會出現(xiàn)許許多多，大大小小的燃氣空調機組和區(qū)域能源站為人民生活提供各種舒適的各種能級的能量服務。

　　二、引進天然氣是改變我國能源結構的重大決策

　　1、我國能源資源短缺的壓力

　　 從1993年起，中國已成為石油凈進口國，目前每年進口石油7000萬噸以上。據(jù)美國《油氣雜志》估計，2005年中國石油消費量將達到2.6億噸/年左右。其中缺口1億噸/年以上，到2015年中國將成為世界上最大的石油消費國。

　　目前，我國人均占有能源儲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，對我國經(jīng)濟的發(fā)展帶來了巨大的壓力。

　　2、我國環(huán)境嚴重污染的壓力

　　長期以來，我國能源資源以煤為主，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，使城市空氣質量嚴重惡化。

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

　　據(jù)權威部門檢測顯示：煙塵排放量的70%，二氣化硫的90%來自燒煤的結果。按我國目前燒煤炭比重高達70%的能源結構測算，每年排放二氧化硫2000多萬噸，工業(yè)煙塵1000多萬噸，酸雨控制面積達40%，環(huán)境污染非常嚴重。

　　面對環(huán)境嚴重污染的現(xiàn)象，擴大國內天然氣生產、加促引進國外天然氣和液化天然氣改變我國能源結構已成為迫不可待和需要認真研究的重要課題。

　　3、建設環(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，科學技術的突飛猛進、經(jīng)濟高速增長、城市規(guī)模迅速膨脹、農村城市化進程不斷加快，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，不斷在報服人類，引起了各國政府的高度重視，大力支持環(huán)保城市的建設和生態(tài)城市的建設，用最清潔的能源不斷取代污染性的能源是當代城市建設者們的一項重要任務。

　　4、天然氣是當今世界的理想能源

　　天然氣是當今世界的理想能源，天然氣的合理利用，特別是廣泛應用在燃氣空調、燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和區(qū)域制冷對優(yōu)化我國能源結構、優(yōu)化生態(tài)城市建設、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：

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

　　第二、潔凈。天然氣的主要成份為甲烷，1分子CH4燃燒產物為2分子H2O和1分子CO2，每立方米天然氣燃燒產物含2公斤水。CO2的總排放量遠遠小于燃煤，也小于燃燒液化石油氣。
液化天然氣（LNG），是天然氣從氣井開采出來之后，經(jīng)凈化，除去雜質在低溫下液化的產物，其燃燒產物非常干凈，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，通過高壓管線輸送到門站，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)濟效益和社會效益遠遠大于用煤和其他燃料。這是天然氣在全球能耗比例中增長最快的主要原因。

　　5、引進天然氣的經(jīng)濟意義和社會意義
我國的廣東深圳早在1994年就開始研究引進液化天然氣。1998年國家作出重大決策，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液化天然氣。
引進國外天然氣的經(jīng)濟意義在于：

    第一、今后幾年我國電力將嚴重短缺

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

    第二、引進天然氣為開發(fā)功熱聯(lián)產技術提供保證

　　引進天然氣為我國熱電聯(lián)產技術的發(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。對我國的供電安全也有重大作用。9.11事件和非典事件以后，發(fā)達國家都在加速建立區(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、大量引進天然氣有利于石化原料的結構調整

　　大量引進天然氣占領民用燃氣市場以后，可以把目前每年消耗的1500萬噸的民用液化石油氣頂替出來，回到石油化工原料市場上去，進一步優(yōu)化我國石油產品的分布結構、優(yōu)化乙烯和各種石化產品的原料結構，降低能耗，提高總體經(jīng)濟效益。

    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

　　天然氣用來燒水做飯，雖說是一種非常理想的清潔燃料，但就其熱量利用效率來說是極其不合算的。利用天然氣產生的高溫煙氣來加熱熱水，達到80至 100℃，從熱力學第二定律計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，天然氣爐灶會被遂步頂替。作為工業(yè)燃料直接燒鍋爐，將大量熱能浪費在煙氣中，更是極不經(jīng)濟的做法。

    2、用作直燃空調燃料

　　利用天然氣燃燒的高溫煙氣作為溴化鋰制冷機組的熱源，使制冷機產生冷量，隨著國防環(huán)境意識的增強和溴化鋰制冷技術的不斷成熟，燃氣中央空調在世界各地得到了越來越廣泛的應用。在日本，燃氣空調每年增長60多萬冷噸，并以13.6%的速度增長，比電空調以8.7%的速度增長快得多。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�？茖W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氣空調。但就天然氣在直燃式燃氣空調的利用來論，其熱力學效率還是比較低的。

    3、用作聯(lián)合循環(huán)發(fā)電燃料

　　燃氣輪機是一種布來頓循環(huán)的新型發(fā)動機，目前噴氣式飛機的發(fā)動機都是燃氣輪機,屬輕型燃氣輪機。而發(fā)電廠用的是重型燃氣輪機，規(guī)�？蛇_幾十萬KW。燃氣輪機發(fā)電技術發(fā)展非常快，20年前的發(fā)電效率只有20%左右，現(xiàn)在的大型燃氣輪機一次發(fā)電效率已經(jīng)超過40%。
聯(lián)合循環(huán)發(fā)電就是燃氣輪機和蒸汽輪機聯(lián)合發(fā)電，天然氣先在燃氣輪機里發(fā)電，排出的400至600℃的高溫煙氣通入余熱鍋爐，產生400℃的高溫和4MPa的高壓蒸汽，進入蒸汽輪機發(fā)電，兩者發(fā)電效率總和可達60%以上。

    4、用作區(qū)域能源站燃料

　　天然氣通過燃氣輪機發(fā)電以后，高溫煙氣或用作制冷，或進入熱鍋爐產生蒸汽，這些蒸汽或用來發(fā)電，或用作其他工藝熱源利用，比單用來燒鍋爐的效率要高得多。因為天然氣在燃氣輪機發(fā)電利用了30~40%的效率之后，余熱產生的蒸汽再發(fā)電或供熱或制冷，這就是所謂的電熱冷聯(lián)產效應，熱效率可達到80%以上。

　　因為燃燒的煙氣不含二氧化硫，產生的水蒸汽冷凝潛熱，還可以得到利用，使燃氣輪機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1.49的比值，比熱電冷分供要高一倍，標準氣耗則降低一半。預計到2020年，樓宇能源的最主要的形式將會有一半被熱電冷三聯(lián)供的形式代替，這是21世紀能源的發(fā)展方向。