天然气
天然气（也称为化石气体，甲烷气或简单气体）是天然存在的气态碳氢化合物的混合物，主要由甲烷（97％）组成，此外还有其他较小量的其他较高的高烷烃。通常也存在低水平的痕量气体，例如二氧化碳，氮，硫化氢和氦气。甲烷是无色的，无味的，第二大温室气体促成全球气候变化后，二氧化碳又是二氧化碳。由于天然气是无味的，因此通常将其添加到诸如硫醇（类似于硫或腐烂鸡蛋的气味）之类的气味剂，以确保其安全性，因此可以很容易地检测到泄漏。
天然气是一种化石燃料和不可再生的资源，当有机物层（主要是海洋微生物）分解时，它会在厌氧条件下分解，并且在数百万年的地下受到了强烈的热和压力。最初通过光合作用从太阳获得的腐烂生物作为化学能在甲烷和其他碳氢化合物的分子中存储。
天然气可以燃烧以加热，烹饪和发电。它也被用作化学原料，用于制造塑料和其他商业上重要的有机化学物质，较少用作车辆的燃料。
天然气的提取和消费是导致气候变化的主要且越来越多的贡献者。天然气燃烧时释放的气体本身（特别是甲烷）和二氧化碳都是温室气体。与其他化石和生物量燃料相比，当燃烧以进行热量或电力时，天然气会发出更少的有毒空气污染物，较少的二氧化碳，几乎没有颗粒物。但是，整个供应链中的气体排气和意外的逃亡排放可能会导致天然气与其他化石燃料具有类似的碳足迹。
天然气可以在地下地质地层中找到，通常与其他化石燃料（如煤炭和石油（石油））一起发现。大多数天然气是通过生物或热过程创建的。当沼泽，沼泽，垃圾填埋场和浅层沉积物在厌氧上分解但未受到高温和压力时，就会形成生物气体。热气体需要更长的时间才能形成，并在加热有机物并压缩深层时会产生。
在石油生产过程中，天然气有时会爆发而不是收集和使用。在将天然气作为燃料燃烧或用于制造工艺之前，几乎总是必须对其进行处理以清除诸如水之类的杂质。该加工的副产品包括乙烷，丙烷，丁烷，五坦和较高的分子量烃。硫化氢（可以转化为纯硫），二氧化碳，水蒸气，有时还必须去除氦气和氮。
天然气有时非正式地称为“天然气”，尤其是在将其与其他能源（例如石油，煤炭或可再生能源）进行比较时。但是，它不要与汽油混淆，汽油也缩短了“天然气”，尤其是在北美。
天然气以标准立方米或标准立方英尺进行测量。与空气相比，密度范围为0.58（16.8 g/mole，0.71 kg/标准立方米）到高达0.79（22.9 g/mole，0.97 kg每SCM），但通常小于0.64（18.5 g/mole，0.78，0.78 kg每scm）。为了进行比较，纯甲烷（16.0425 g/mole）的密度为0.5539倍的空气（每标准立方米0.678 kg）。
姓名
在1800年代初期，天然气被称为“天然”，以将其与当时的主要天然气燃料区分开，煤气。与加热煤生产的煤气不同，天然气可以以其天然气态形式从地面提取。当使用天然气超过20世纪英语国家中煤气的使用时，它越来越被称为“天然气”。然而，为了强调其在加剧气候危机的作用，许多组织批评了继续使用“自然”一词来指代气体。这些拥护者更喜欢“化石气”或“甲烷气”一词，因为它可以更好地向公众传达其气候威胁。一项2020年对美国人对燃料的看法的研究发现，在政治鉴定中，“甲烷气”一词可以更好地估计其危害和风险。
历史
天然气可能会从地上出来，并引起长期燃烧的火力。在古希腊， Chimaera山的气体火焰促成了呼火生物嵌合体的传说。在中国古代，盐水钻井产生的气体首先使用约公元前400年。中国人运输的气体从地面上的竹子渗入地面上，用来煮盐水以在四川Ziliujing地区提取盐。
在20世纪初期，在长途管道开发之前，天然气并未被广泛使用。在此之前，大多数用途都靠近井的来源，而工业革命期间的燃料和照明的主要气体是生产的煤气。
美国天然气的历史始于本地用途。在十七世纪，法国传教士目睹了美洲印第安人在伊利湖周围散发着天然气的火焰，对这些渗漏的分散观察是由1700年代整个东部沿海地区的欧洲延期定居者进行的。 1821年，威廉·哈特（William Hart）挖了美国纽约弗雷多尼亚（Fredonia）的第一台商业天然气井，该井于1858年导致了弗雷多尼亚天然气光公司（Fredonia Gas Light Company）的成立。此类企业在其他州的井附近进行了此类企业，直到技术创新允许从1920年代开始的主要长途管道增长。
到2009年，在总计850,000 km 3 （200,000立方米）中使用了66,000公里3 （16,000立方米）（或8％），估计剩余的可回收天然气储量。
来源
天然气
在19世纪，天然气主要是生产石油的副产品。当提取的液体从储层到表面的压力降低时，小型燃气碳连锁链从溶液中脱颖而出，类似于在二氧化碳泡沫中拆下软饮料瓶。气体通常被视为副产品，危险和活动油田中的处置问题。在相对昂贵的管道和存储设施建造以将天然气运送到消费市场之前，才能使用大量生产的批量。
直到20世纪初期，与石油相关的大多数天然气要幺只是在油田上释放或燃烧。在现代，燃气排气和生产仍在实行，但是世界各地正在努力退休，并用其他商业上可行且有用的替代品代替它们。不需要的天然气（或没有市场的滞留的气体）通常会带有“注入”井的储层，同时等待可能的未来市场或重新压制形成，从而可以提高其他井中的石油提取率。在天然气需求较高的地区（例如美国），在经济上可行的情况下，将天然气从井口运输到最终消费者时，便会建造管道。
除了通过管道运输天然气用于发电外，天然气的其他最终用途还包括出口为液化天然气（LNG）或通过天然气通过气体转化为液体（GTL）技术的天然气。 GTL技术可以将天然气转换为液体产品，例如汽油，柴油或喷气燃料。已经开发了各种GTL技术，包括Fischer -Tropsch （F – T），甲醇到汽油（MTG）和Syngas至Casoline Plus （STG+）。 F – T产生一种可以进一步改进成品的合成原油，而MTG可以从天然气中产生合成汽油。 STG+可以通过单环工艺直接从天然气中产生液滴汽油，柴油，喷气燃料和芳香化学物质。 2011年，荷兰皇家壳牌每天140,000桶（22,000 m 3 ）在卡塔尔运营。
天然气可以“相关”（在油田中发现），也可以是“非相关”（在天然气田中分离），也可以在煤层（作为煤层甲烷）中发现。有时，它包含大量乙烷，丙烷，丁烷和戊烷- 在甲烷作为消费燃料或化学植物原料出售之前，被除去用于商业用途的heavier碳氢化合物。非氢碳化碳，例如二氧化碳，氮，氦（很少）和硫化氢，也必须在运输天然气之前去除。
从油井中提取的天然气称为壳空气体（无论是真正产生的环和通过壳空插座）还是相关气体。天然气行业正在从具有挑战性的，非常规的资源类型中提取越来越多的天然气：酸气，紧密气体，页岩气和煤层甲烷。
关于哪个国家拥有最大的气体储量，存在一些分歧。认为俄罗斯迄今为止已久经考验的储量包括美国中央情报机构（47,600公里3 ）和能源信息管理局（47,800 km 3 ）以及石油出口国（48,700 km 3 ）的消息来源。相反， BP仅以32,900公里3的速度归功于俄罗斯，将其排在第二位，略低于伊朗（33,100至33,800 km 3 ，具体取决于来源）。
据估计，“非常规”的气体中约有900,000公里的3公里，其中180,000 km 3可能是可回收的。反过来， MIT ， Black＆Veatch和美国能源部的许多研究预测，将来的天然气将占发电和热量的大部分。
世界上最大的天然气场是伊朗和卡塔尔之间共享的海上南pars /北圆顶天然气 - 加压场。估计有51,000立方公里（12,000立方米）天然气和500亿桶（79亿立方米）的天然气冷凝物。
因为天然气不是纯产品，因为在超临界（压力/温度）条件下从田间提取非相关气体时，储层压力下降，所以较高的分子量成分可能会在等温降压后部分凝结 - 一种称为逆行凝结的效果。这样形成的液体可能会被困在气体储气罐的孔中被困。解决此问题的一种方法是将无冷凝水的干燥气体注入以维持地下压力并允许再蒸发和提取冷凝水。液体在表面上凝结的频率更高，而天然气厂的任务之一是收集该冷凝水。所得液体称为天然气液体（NGL），具有商业价值。
页岩气
页岩气是由页岩产生的天然气。由于页岩的矩阵渗透率太低，无法使气体流动，因此页岩气井依赖于裂缝以使气体流动。早期的页岩气井取决于气体流动的天然断裂；如今，几乎所有的页岩气井都需要通过液压压裂人工产生的裂缝。自2000年以来，页岩气已成为美国和加拿大天然气的主要来源。由于页岩气的产量增加，美国是2014年世界上排名第一的天然气生产商。在美国，页岩气的生产被描述为“页岩气革命”，是“ 21世纪的地标事件之一”。
在美国的产量增加之后，页岩气勘探始于波兰，中国和南非等国家。中国地质学家已经将四川盆地确定为页岩气钻孔的有希望的目标，因为页岩与在美国证明其生产力的页岩相似。 WEI-2011井的生产每天在10,000至20,000 m 3之间。 2020年末，中国国家石油公司每天从其宽阔的 - 伍伊扬（Weiyuan）示范区生产2000万立方米的天然气。
城镇气
城镇天然气是一种可易燃的气态燃料，该燃料的破坏性蒸馏燃料制造。它包含多种热量气体，包括氢，一氧化碳，甲烷和其他挥发性烃，以及少量的非含量气体，例如二氧化碳和氮气，并以与天然气体相似的方式使用。这是一项历史技术，通常与当今其他燃气来源不经济竞争。
19世纪末和20世纪初位于美国东部的大多数城镇“ Gashouses”都是简单的副产品可乐烤箱，可在气密室中加热沥青煤。从煤炭上驱动的燃气是通过管道网络收集并分布的，并将其用于烹饪和照明的住宅和其他建筑物。 （直到20世纪后半叶，燃气加热才被广泛使用。）在Gashouse烤箱底部收集的煤焦油（或沥青）通常用于屋顶和其他防水目的，以及与沙子混合时砾石被用于铺路。
结晶的天然气 - 杂质
大量天然气（主要是甲烷）以近海大陆货架上的沉积物和北极地区的土地（例如长期冻土） （例如西伯利亚）的土地上存在。水合需要高压和低温的组合形成。
2013年，日本石油，天然气和金属国家公司（JOGMEC）宣布，他们已经从甲烷水合物中收回了商业上相关的天然气。
加工
下图是典型天然气加工厂的示意图流程图。它显示了用于将原始天然气转换为管道上的销售天然气的各种单元流程。
块流程图还显示了原始天然气的加工如何产生副产品硫，副产品乙烷和天然气液体（NGL）丙烷，丁烷和天然汽油（称为五坦+）。
要求
截至2020年中，美国的天然气产量达到了三倍，当前水平超过了以前的峰值。它在1973年达到每年24.1万亿立方英尺，随后下降，2001年达到24.5万亿立方英尺。短暂下降，自2006年以来的撤离几乎每年都在增加（由于页岩气繁荣），2017年的产量为2017年。 33.4万亿立方英尺，2019年生产40.7万亿立方英尺。在2019年12月的第三次高峰之后，由于美国19日大流行导致的需求降低，从3月开始，提取量继续下降。
2021年全球能源危机是由全球需求激增造成的，因为世界退出了Covid-19造成的经济衰退，特别是由于亚洲的强劲能源需求。
存储和运输
由于其低密度，存储天然气或乘车运输并不容易。天然气管道在整个海洋中都不切实际，因为气体需要冷却和压缩，因为管道中的摩擦会导致气体加热。美国许多现有的管道接近达到其能力，促使一些代表北部各州的政客谈论潜在的短缺。巨大的贸易成本表明，天然气市场在全球范围内的整合程度要少得多，从而导致各个国家的价格差异很大。在西欧，天然气管道网络已经密集。新管道是计划或在西欧，近东或北非之间建造的。
每当以监护权转移点购买或出售汽油时，就制定了有关气体质量的规则和协议。这些可能包括CO的最大允许浓度
2，h
2s和h
2o。通常，已处理过要去除污染的销售优质气体以“干气”为基础进行交易，并需要商业上没有令人难以置信的气味，材料和灰尘或其他固体或液体物质，蜡，胶和胶形成的成分，这可能会损坏或不利地影响监管转移点下游设备的操作。
液化天然气载体船在海洋上运输液化天然气（LNG），而坦克卡车可以在较短的距离内携带LNG或压缩天然气（CNG）。在特定条件下，使用现在正在开发的CNG载体运输的海洋运输可能与液化天然气运输具有竞争力。
气体在液化厂变成液体，并将其返回到末端的重新化厂的气体形式。还使用了船舶重新设备。液化天然气是长距离，天然气的大容量运输的首选形式，而管道则是在土地上高达4,000公里（2,500英里）的距离运输的首选形式，而该管道是在陆地上和大约一半的距离。
CNG在高压下运输，通常高于200杆（20,000 kPa； 2,900 psi）。压缩机和减压设备的资本密集量较低，并且比液化/重新设备较小的单位尺寸可能是经济的。天然气卡车和载体可以将天然气直接运输到最终用户，也可以转移到诸如管道之类的分配点。
过去，在恢复石油的过程中回收的天然气是无法赚钱的，并且在一个被称为耀斑的过程中仅在油田上燃烧。现在，在许多国家，爆炸是非法的。此外，在过去的20 - 30年中的需求更高，使与石油在经济上可行相关的天然气产生。作为另一个选择，现在有时将气体重新注入地层，以通过维持压力以及可混杂或不混溶的洪水来增强石油回收率。与石油相关的天然气的保护，重新注入或爆炸主要取决于与市场（管道）和监管限制的接近。
天然气可以通过吸收其他物理产量间接导出。最近的一项研究表明，美国的页岩气产量的扩大导致价格相对于其他国家的价格下跌。这引起了能源密集型制造业出口的繁荣，在1996年至2012年期间，美国制造出口的平均美元单位几乎增加了其能源含量的两倍。
1970年代后期在沙特阿拉伯发明了一个“主汽油系统”，结束了任何爆炸的必要性。然而，卫星和附近的红外摄像头观察表明，某些国家仍在发生耀斑和通风。
天然气用于产生电力和热量以脱盐。同样，一些也设置了甲烷气体的垃圾填埋场来捕获甲烷并发电。
天然气通常被存储在地下（有关地质存储所需的地质存储的参考文献），内部来自以前的气井，盐穹顶或作为液化天然气的油箱中的耗尽的气体储层。气体在需求低时注入，并在需求提取时提取。最终用户附近的存储有助于满足波动的需求，但是这种存储可能并不总是可行的。
由于15个国家占全球提取的84％，因此在国际政治中获得天然气已成为一个重要问题，并且国家争夺控制管道。在21世纪的前十年中，俄罗斯的国有能源公司俄罗斯天然气工店俄罗斯天然气工店与乌克兰和白俄罗斯就天然气的价格进行了争议，这引起了人们的担忧，即可能会切断天然气运送到欧洲部分的天然气。政治原因。美国准备出口天然气。
浮动液化天然气
浮动液化天然气（FLNG）是一项创新技术，旨在使离岸天然气资源的发展否则由于环境或经济因素而否则将尚未开发，这使得它们使其通过陆基LNG运营不切实际而不切实际。 FLNG技术还提供了许多环境和经济优势：
- 环境环境 - 因为所有处理均已在气体场进行脚印。避免建造也有助于保护海洋和沿海环境。此外，在退役期间将最大程度地减少环境干扰，因为可以在重新进行翻新和重新部署其他地方轻松断开和删除该设施。
- 经济 - 在将天然气泵送到岸上的情况下，FLNG使发展在经济上可行。结果，它将为各国开发新的商机开发新的商机，以开发原本会陷入困境的近海天然气场，例如东非近海的天然气场。
许多天然气和石油公司都在考虑浮动液化天然气（FLNG）的经济和环境利益。目前正在进行建设五个FLNG设施的项目。 Petronas即将在Daewoo造船厂和海洋工程上完成其FLNG-1的完成，并正在三星重工业的FLNG-2项目中进行。 Shell Prelude将于2017年开始生产。浏览液化天然气项目将于2019年开始。
用途
天然气主要用于北半球。北美和欧洲是主要消费者。
通常，头部气体需要去除气体中包含的各种烃分子。其中一些气体包括甲烷，丙烷，丙烷和其他碳氢化合物，甲烷上方的分子量（CH）
4）。天然气传输线延伸到天然气加工厂或单元，该植物清除了较高的分子量碳氢化合物，以产生天然气，每立方米35-39 Megajoules（每立方英尺950–1,050英国热量单位）的能量含量在35- 39 Megajoules之间。然后，加工的天然气可用于住宅，商业和工业用途。
中游天然气
在分配线中流动的天然气称为中游天然气，通常用于为旋转压缩机的发动机供电。这些压缩机在传输线中需要加压并抑制中途天然气，因为气体行驶。通常，天然气动力发动机需要35-39 MJ/m 3 （950–1,050 BTU/CU ft）天然气以旋转铭牌规格运行。几种方法用于去除这些较高的分子加权气体，以供天然气发动机使用。一些技术如下：
发电
家庭用途
在美国，超过三分之一的家庭（> 4000万户）用汽油烹饪。在住宅环境中分配的天然气可以产生超过1100°C（2,000°F）的温度，从而使其成为强大的家用烹饪和加热燃料。斯坦福大学的科学家估计，燃气炉会发射0.8–1.3％的气体，它们用作未燃烧的甲烷，而美国总炉子排放量为28.1甲烷。在大多数发达世界中，它是通过管道到房屋提供的，它用于许多目的，包括范围和烤箱，加热/冷却，户外和便携式烤架以及中央供暖。房屋和其他建筑物中的加热器可能包括锅炉，炉子和热水器。北美和欧洲都是天然气的主要消费者。
家用电器，炉子和锅炉使用低压，通常在大气周围的标准预售约1.7千cas骨（0.25 psi）。供应线中的压力在上述标准利用压力（UP）或升高压力（EP）上有所不同，或者在大气压力上可能在7至800千巴（1至120 psi）的压力（EP）上有所不同。使用EP的系统在服务入口处有一个调节器，以便向下逐步。
建筑物内部的天然气管道系统通常是由14至34千巴（2至5 psi）的压力设计的，并具有下游压力调节器，以减少压力。在美国，建筑物内天然气管道系统的最大允许操作压力基于NFPA 54：国家燃气法规，除非经公共安全管理局批准或保险公司有更严格的要求。
通常，除非满足以下所有条件，否则不允许天然气系统压力超过5 psi（34 kPa）：
- AHJ将允许更高的压力。
- 分配管是焊接的。 （注意：2。一些司法管辖区也可能要求对焊接接头进行X光射线仪以验证连续性）。
- 管道被关闭以保护，并放置在不允许气体积聚的通风区域。
- 该管道安装在用于工业过程，研究，存储或机械设备室的区域中。
通常，只要建筑物专门用于工业或研究目的，允许使用20 psi（140 kPa）的最大液化石油气压，并根据NFPA 58：液化石油气法规构建，第7章。
以55 psig的压力（3.7 bar）运行的地震地震阀可以阻止天然气进入现场的宽天然气分配管道网络（该网络（该网络运行（在户外，地下，建筑屋顶上方，或或在上部支撑架）内部支撑冠层屋顶）。地震地震阀的设计最多为60 psig。
在澳大利亚，天然气通过传输管道从天然气加工设施运输到调节站。然后将气体调节至分布压力，并通过气体电源在气体网络周围分布。网络中的小分支机构称为服务，将单个家庭住宅或多居式建筑物连接到网络。网络的压力通常从7 kPa（低压）到515 kPa（高压）。然后将天然气调节至1.1 kPa或2.75 kPa，然后进行计量并将其传递给消费者以供国内使用。天然气主管由多种材料制成：历史铸铁，尽管更现代的电源是由钢或聚乙烯制成的。
在美国的某些州，天然气可以由独立的天然气批发商/供应商通过现有管道所有者的基础设施通过天然气选择计划提供。
液化石油气（液化石油气）通常为户外和便携式烤架燃料。虽然，压缩天然气（CNG）可用于美国在美国农村地区的类似应用中，由于现有的管道系统和较便宜，更丰富的液化石油气（液化石油气体）的现有管道系统和分销网络的服务不足。
运输
CNG是其他汽车燃料（例如汽油）等其他汽车燃料的清洁剂，也是更便宜的替代品。到2014年底，全球有超过2000万辆天然气汽车，由伊朗（350万），中国（330万），巴基斯坦（280万），阿根廷（250万），印度（180万）和巴西领导。 （180万）。能源效率通常等于汽油发动机的能源效率，但与现代柴油发动机相比较低。由于发动机的压缩率低，汽油/汽油车在天然气中转化为奔跑，导致在天然气运行时施加了交付的动力（10-15％）。但是，由于该燃料的辛烷值较高，CNG特异性发动机使用了更高的压缩比。
除了用于公路车辆外，CNG还可以用于飞机中。压缩天然气已在某些飞机中使用，例如Aviat飞机沙哑的200 CNG和Chromarat VX-1 Kittyhawk
LNG也用于飞机中。例如，俄罗斯飞机制造商Tupolev正在运行开发计划，以生产具有LNG和氢气的飞机。该计划自1970年代中期以来一直在进行，并试图开发TU-204和TU-334客机的LNG和氢变体，以及TU-330货运飞机。根据喷气燃料和LNG的当前市场价格，LNG供电的飞机的燃料可能会花费5,000卢布（100美元）每吨，大约60％，一氧化碳，碳氢化合物和氧化氮的排放量大幅降低。
液态甲烷作为喷气发动机燃料的优点是，它具有比标准煤油混合物更具体的能量，并且其低温可以帮助冷却发动机压缩的空气，以提高体积效率，实际上更换了中冷器。或者，它可以用于降低排气温度。
肥料
天然气是通过HABER工艺生产氨的主要原料，用于肥料生产。合成氮肥的发展已经显著支持了全球人口的增长- 据估计，由于合成氮肥的使用，目前几乎有一半的人被喂养。
氢
天然气可用于生产氢，其中一种常见方法是氢化剂。氢具有许多应用：它是化学工业的主要原料，一种氢化剂，用于炼油厂的重要商品以及氢车辆中的燃料源。
动物和鱼饲
富含蛋白质的动物和鱼类饲料是通过在商业尺度上喂入天然气到甲虫囊细菌的。
烯烃（烯烃）
天然气成分（烷烃）可以转化为烯烃（烯烃）或其他化学合成。氧化脱氢作用通过乙烷转化为乙烯，可以进一步转化为氧化乙烯，乙二醇，乙醛或其他烯烃。氧化氢化的丙烷转化为丙烯，也可以氧化为丙烯酸和丙烯腈。
其他
天然气还用于制造面料，玻璃，钢，塑料，油漆，合成油和其他产品。
工业加热和干燥过程的燃料。
使用气体到液体（GTL）工艺生产大规模燃料的原材料（例如生产具有低排放燃烧的无硫和芳香柴油）。
环境影响
温室效应和天然气释放
人类活动造成了所有甲烷排放的约60％，并且大部分大气中的大气增加。天然气是有意释放的，或者已知在化石燃料的提取，存储，运输和分布期间泄漏。在全球范围内，甲烷估计占人为温室气体变暖的33％。市政固体废物（垃圾填埋气的来源）和废水的分解占此类排放的18％。这些估计包括大量的不确定性，应在不久的将来通过改进的卫星测量（例如计划用于甲壳虫的卫星测量）来减少。
释放到大气后，通过羟基自由基逐渐氧化二氧化碳和水（OH-）去除甲烷（OH-）
）在对流层或平流层中形成，给出了整体化学反应CH
4 + 2o
2→CO
2 + 2H
2o。尽管与二氧化碳相比，大气甲烷的寿命相对较短，而半衰期约为7年，但在大气中捕获热量时，甲烷的效率更高，因此给定数量的甲烷具有84倍的全球旋转倍二氧化碳在20年内的潜力，在100年内的28次。因此，由于短期内甲烷的强辐射强迫，并且长期内，天然气是一种有效的温室气体。
通过减少人为甲烷的排放来迅速减少变暖的目标努力是全球甲烷倡议支持的气候变化策略。
温室气体排放
当精制和燃烧时，天然气的每条焦油的二氧化碳比油少25–30％，而煤则比煤炭低40-45％。与其他碳氢化合物燃料相比，它还可能产生的有毒污染物较少。但是，与其他主要化石燃料相比，天然气在燃料的生产和运输过程中以相对的相对排放量增加，这意味着生命周期温室气体排放量比消费地点的直接排放高约50％。
在100年以来的变暖作用方面，天然气生产和使用包括大约五分之一的人类温室气体排放，这一贡献迅速增长。在全球范围内，发射约78亿吨的天然气使用
2在2020年（包括燃烧），而煤炭和石油使用分别排放14.4和120亿吨。 IEA估计能源部门（石油，天然气，煤炭和生物能）负责约40％的人类甲烷排放。根据IPCC第六次评估报告，2015年至2019年间，天然气消费量增长了15％，而石油和石油产品消费量增加了5％。
新天然气管道的持续融资和建设表明，在未来的40到50年中，大量化石温室气体的大量排放可能会锁定。仅在美国，仅在德克萨斯州就已经建造了五个新的长距离天然气管道，并于2019年首次进入服务，而其他人则计划在2020 - 2022年在上网。
安装禁令
为了减少温室的排放，荷兰正在为全国所有房屋的天然气提供过渡。在阿姆斯特丹，自2018年以来不允许新的住宅天然气帐户到2040年，使用相邻工业建筑和运营的过量热量。美国的一些城市已开始禁止新房屋的天然气连接，并通过了州法律，并且正在考虑需要电气化或禁止当地要求。在纽约州和澳大利亚首都地区禁止使用新的燃气设备连接。此外，作为其天然气替代路线图的一部分，澳大利亚维多利亚州将实施对新天然气连接的禁令。
英国政府还正在尝试替代家庭供暖技术，以实现其气候目标。为了保护其业务，美国的天然气公用事业一直在游说防止当地电气化法令的法律，并促进了可再生的天然气和氢燃料。
其他污染物
尽管天然气产生的二氧化硫和氮氧化物（NOX）少于其他化石燃料，但在房屋中燃烧天然气的NOX可能会带来健康危害。
放射性核素
天然气提取还会产生polonium （PO-210），铅（PB-210）和ra （RN-220）的放射性同位素。 ra是一种气体，初始活性从每立方米的气体从5到200,000 becquerels 。它迅速腐烂到PB-210，它可以作为薄膜在气体提取设备中构建。
安全问题
天然气提取员工面临独特的健康和安全挑战。
生产
一些气场产生含硫化氢的酸气（H
2s），吸入时有毒化合物。胺气体处理是一种去除酸性气体成分的工业尺度工艺，通常用于从天然气中去除硫化氢。
天然气（或油）的提取会导致储层压力下降。压力的减小反过来可能导致沉降，下面的地面下沉。沉降可能会影响生态系统，水道，下水道和供水系统，地基等。
压裂
从地下多孔岩层中释放天然气可以通过称为水力压裂或“压裂”的过程来完成。自1949年第一次商业水力压裂操作以来，美国大约有100万孔被液压骨折。从液压断裂的井中生产天然气，已经使用了方向性和水平钻孔的技术发展，从而改善了在紧密岩层中进入天然气的机会。 2000年至2012年之间，液压井中的非常规气体生产的强劲增长发生了。
在液压压裂中，井操作员将水与多种化学物质通过井眼壳混合到岩石中。高压水分解或“冰川”岩石，从岩层中释放出气体。沙子和其他颗粒作为支撑剂添加到水中，以使岩石中的断裂打开，从而使气体能够流入壳体，然后流入表面。将化学物质添加到液体中，以执行减少摩擦和抑制腐蚀等功能。在“水泥”之后，提取油或气体，并占水龙头液的30-70％，即水，化学物质，沙子等的混合物流回表面。许多含气的地层也包含水，在液压骨折和非液压孔中，它们将与气体一起流到地表。这产生的水通常具有高含量的盐和其他溶解的矿物质。
用于液压断裂孔的水量根据液压压裂技术而变化。在美国，据报导，据报导，每种液压裂缝的平均水量为垂直油气井近7,375加仑，在2000年至2010年之间，垂直油和天然气井近197,000加仑和近300万加仑和300万加仑对于2000年至2010年之间的水平气井。
确定哪种压裂技术适合生产力，在很大程度上取决于储层岩石的特性，从中提取油或天然气。如果岩石的特征是低渗透性 - 它是指它使物质（即气体，通过它）的能力，那么岩石可能被认为是紧密气体的来源。页岩气的压裂目前也被称为非常规气体的来源，涉及垂直钻孔，直到到达横向页岩岩层形成，这时钻头沿水平地沿着岩石沿着岩石沿着岩石进行水平沿水平水平的水平行驶。相比之下，常规的石油和天然气来源的特征是较高的岩石渗透率，这自然可以使油或气体以液压压裂技术不太强大的水力流入井眼中，而不是紧密的气体所需的生产。传统和非常规石油和天然气生产的钻井技术开发数十年不仅改善了低渗透性储层岩石中天然气的获取，而且对环境和公共卫生产生了重大不利影响。
美国EPA已经承认，有毒，致癌化学物质，即苯和乙烯苯，已被用作水和化学混合物中的胶凝剂，用于高体积水平分裂（HVHF）。在HVHF中的液压裂缝之后，返回井表面的水，化学物质和污染物（称为回流或产生的水）可能包含放射性材料，重金属，天然盐和碳氢化合物，它们在页岩岩层中天然存在。井操作员从HVHF中清除的压裂化学物质，放射性材料，重金属和盐非常难以从与水混合的水中清除，并且会严重污染水循环，以至于大多数流动都是如此回收为其他压裂操作或注入深层井中，消除了HVHF从水文循环中所需的水。
从历史上讲，低气价延迟了核文艺复兴时期以及太阳能热能的发展。
添加了气味
天然气状态是无色的，几乎无味。为了帮助消费者检测泄漏，加入了类似于腐烂鸡蛋的气味的气味，添加了丁基硫醇（Tert-butyl sercaptan）。有时可能在混合物中使用相关的化合物，硫硫烷。在天然气行业中，可以通过分析仪器来检测到在天然气中添加的气味的情况，但无法通过具有正常嗅觉的观察者正确检测到天然气。这是由气味掩盖引起的，当一种气味使另一种气味压倒了另一个气味时。截至2011年，该行业正在对气味掩盖的原因进行研究。
爆炸的风险
天然气泄漏引起的爆炸每年发生几次。当内部泄漏在结构内部积聚气体时，各个房屋，小型企业和其他结构最常受到影响。泄漏通常是由于发掘工作而引起的，例如承包商挖掘和罢工管道时，有时不知道会造成任何损害。通常，爆炸足够强大，可以显著损坏建筑物，但会使建筑物站立。在这些情况下，内部的人往往会受到轻微而中度的伤害。有时，气体可能会大量收集到足够数量的爆炸，从而在此过程中摧毁了一座或多个建筑物。现在，许多建筑法规禁止在腔壁内或地板下方安装燃气管，以减轻这种风险。天然气通常会在户外散发，但如果流速足够高，有时可能会收集危险数量。但是，考虑到使用燃料的数千万结构，使用天然气的个人风险很低。
一氧化碳吸入的风险
天然气加热系统如果未发泄或排气不良，可能会导致一氧化碳中毒。天然气炉设计的改进大大减少了CO中毒问题。还可以使用探测器警告一氧化碳或爆炸性气体，例如甲烷和丙烷。
能源内容，统计和定价
用标准立方米（温度下的气体在15°C（59°F）和压力101.325 kPa（14.6959 psi））或标准立方英尺（温度60.0°F和压力下的气体立方英尺）中测量的天然气数量。 14.73 PSI（101.6 kPa）），1个标准立方米= 35.301标准立方英尺。商业质量天然气的燃烧热量约为39 MJ/m 3 （0.31 kWh/cu ft），但这可能会有所不同。根据密度，这大约是50至54 MJ/kg。为了进行比较，纯甲烷的燃烧热为每标准立方米37.7 MJ，或55.5 MJ/kg。
除在欧盟，美国和加拿大外，天然气以吉加尔零售单位出售。液化天然气（液化天然气）和液化石油气（液化石油气）以公制（1,000公斤）或百万BTU作为现场交易进行交易。长期天然气分配合同以立方米签署，而液化天然气合同则以公制为单位。液化天然气和液化石油气是通过专门的运输船运输的，因为气体在低温温度下液化。每个LNG/LPG货物的规范通常包含能源内容，但通常不向公众使用此信息。欧盟旨在在2022年将其对俄罗斯的天然气依赖减少三分之二。
2015年8月，意大利天然气公司ENI可能是历史上最大的天然气发现和通知。这家能源公司表示，它在地中海地区发掘了一个“超级巨人”的气田，覆盖约40平方英里（100公里2 ）。这被命名为Zohr气体场，可以容纳30万亿立方英尺（8000亿立方米）的天然气。埃尼说，能量约为55亿桶石油当量[BOE]（3.4 × 10 10 GJ）。 Zohr田地是在埃及北部海岸的深水中发现的，Eni声称它将是地中海甚至世界上最大的。
欧洲联盟
最终用户的汽油价格在整个欧盟之间差异很大。一个欧盟的一个欧洲能源市场，欧盟的主要目标之一，应在所有欧盟成员国中提高天然气价格。此外，这将有助于解决供应和全球变暖问题，并加强与其他地中海国家的关系并促进该地区的投资。在鲁斯索 - 乌克兰危机中供应中断的情况下，美国已要求卡塔尔向欧盟供应紧急天然气。
美国
在美国单元中，一个标准的立方英尺（28 L）的天然气可产生约1,028个英国热量单位（1,085 kJ）。当形成水不凝结时，实际的加热值是燃烧的净热量，可能要少10％。
在美国，零售销售通常以Therms （Th）为单位； 1 Therm = 100,000 BTU。国内消费者的天然气销售通常为100立方英尺（SCF）的单位。气体计测量所用气体的体积，并通过将体积乘以该时期使用的气体的能量含量来转换为热，随着时间的推移略有变化。单个家庭住宅的典型年度消费是1,000个Therms或一个住宅客户同等学地（RCE）。批发交易通常以十名（DTH），千录（MDTH）或百万decathers（MMDTH）（MMDTH）进行。一百万的十名是一万亿个BTU，大约是十亿立方英尺的天然气。
天然气的价格取决于消费者的位置和类型。天然气的典型卡路里值约为每立方英尺1,000 BTU，具体取决于气体成分。美国的天然气被视为纽约商品交易所的期货合同。每份合同均为1.0亿BTU或100亿BTU（10,551 GJ）。因此，如果天然气价格为Nymex的10/百万BTU，则该合同价值100,000美元。
加拿大
加拿大使用公制措施进行石化产品的内部贸易。因此，天然气由Gigajoule（GJ），立方米（M 3 ）或千立方米（E3M3）出售。分配基础架构和仪表几乎总是米（立方英尺或立方米）。一些司法管辖区，例如萨斯喀彻温省，仅按数量出售汽油。其他司法管辖区，例如艾伯塔省，天然气由能源含量（GJ）出售。在这些领域，几乎所有用于住宅和小型商业客户的仪表都测量了数量（M 3或FT 3 ），并且计费声明包括将量转换为当地天然气供应的能源含量的乘数。
GIGAJOULE （GJ）是一项措施，大约等于80升（0.5桶）的石油，或28 m 3或1,000立方英尺或100万BTU的气体。加拿大天然气供应的能源含量可以从37至43 MJ/m 3 （990到1,150 BTU/CU FT），具体取决于井口与客户之间的气体供应和处理。
吸附天然气（ANG）
天然气可以通过将其吸附到称为吸附剂的多孔固体中来存储。甲烷储存的最佳条件是在室温和大气压下。压力最多4 MPa（大气压约40倍）将产生更大的存储能力。用于ANG的最常见吸附剂是活化碳（AC），主要分为三种形式：活性炭纤维（ACF），粉末状活化碳（PAC）和活性炭整体。