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(yīng)”將推動我國的能源革命、環(huán)保革命、產(chǎn)業(yè)革命向著一個嶄新的階段發(fā)展。

　　天然氣在燃氣空調(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。已引起當今科學工作者的高度關(guān)注和重視。

　　我國政府推出一系列支持和鼓勵發(fā)展國內(nèi)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(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期、穩(wěn)定供應(yīng)，為大力發(fā)展我國燃氣空調(diào)，開展區(qū)域制冷提供了可靠的基礎(chǔ)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(diào)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(wù)。

　　二、引進天然氣是改變我國能源結(jié)構(gòu)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(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(quán)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(jié)果。按我國目前燒煤炭比重高達70%的能源結(jié)構(gòu)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(nèi)天然氣生產(chǎn)、加促引進國外天然氣和液化天然氣改變我國能源結(jié)構(gòu)已成為迫不可待和需要認真研究的重要課題。

　　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，科學技術(shù)的突飛猛進、經(jīng)濟高速增長、城市規(guī)模迅速膨脹、農(nóng)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(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代城市建設(shè)者們的一項重要任務(wù)。

　　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(yīng)用在燃氣空調(diào)、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(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：

　　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(chǎn)技術(shù)應(yīng)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(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(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(shè)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(shè)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(diào)峰手段，改善環(huán)境污染都具有非常重要的意義。

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

　　引進天然氣為我國熱電聯(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(jié)構(gòu)調(diào)整

　　大量引進天然氣占領(lǐng)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(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(chǎn)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(diào)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(chǎn)生冷量，隨著國防環(huán)境意識的增強和溴化鋰制冷技術(shù)的不斷成熟，燃氣中央空調(diào)在世界各地得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在日本，燃氣空調(diào)每年增長60多萬冷噸，并以13.6%的速度增長，比電空調(diào)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(diào)。但就天然氣在直燃式燃氣空調(diào)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(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(chǎn)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(chǎn)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(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)，熱效率可達到80%以上。

　　因為燃燒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。