天然气是我们日常生活中最常用的化石燃料之一,可以用于发电、供暖、烹饪和交通等多种用途。然而,你真的了解天然气吗?你知道人类是怎么发现天然气的吗?你知道为什么家里的天然气有臭鸡蛋味吗?本文将带你探索关于天然气的15个有趣冷知识,从历史到科学,从日常到奇妙用途,让你对天然气有一个全新的认识。准备好你的好奇心,我们现在开始!
1.闪电帮助人类发现了天燃气人类对天然气的发现和利用有着悠久的历史。世界上最早发现天然气的记录可以追溯到公元前年,在当时的中东地区,有些地方会有天然气从地表渗出。当闪电击中这些气体时,就会引发火花。于是当时的中东人就发现了这些地表渗出的神秘能源,并开始利用其照明。
2.我国古代发现和使用天然气的记录在我国,最早关于天然气的记录是战国时期的李冰父子在四川的盐井中发现了天然气,当时称这些盐井为“火井”。公元年左右,四川邛崃地区开始用天然气熬盐。而到了北宋时期,四川已经有了人工钻井开采天然气的技术。
宋代开采天然气3.天然气的现代产业化欧美地区发现和使用天然气相对较晚,直到年,比利时人凡·赫尔蒙特才通过加热木材或煤发现了天然气。年,美国建立了第一家天然气公司,标志着天然气进入商业化阶段。随着技术的进步,19世纪末至20世纪初,天然气的长距离输送成为可能,推动了天然气产业的快速发展。
第一家天然气公司4.天然气是形成需要数百万年天然气的形成是一个漫长而复杂的过程,主要由有机物质在地壳深部经过高温高压作用转化而来。
首先是有机质的沉积阶段,远古植物和动物的残骸在海洋和湖泊等水体中沉积下来,与沉积物一起埋藏在地壳深部。随着时间的推移,这些有机物质逐渐被压实和埋藏,形成了有机质丰富的页岩和油页岩。其次是成岩作用阶段,这些有机质在高温高压下发生化学反应,生成甲烷、乙烷、丙烷等烃类气体。最后是气体聚集阶段,气体在地壳中聚集,形成天然气藏。
天然气的形成需要数百万年的时间,因此天然气是一种再生能力较弱的资源。
5.天然气的化学成分只要是甲烷天然气的化学成分主要由烃类和少量非烃类气体组成。烃类气体中,其主要成分甲烷(CH?)占比约85%,之后依次是乙烷(C?H?)占9%,丙烷(C?H?)占3%以及丁烷(C?H??)占1%。而非烃类气体中,氮气(N?)占比2%,剩下的是少量的二氧化碳(CO?)、硫化氢(H?S)及水蒸气。另外在某些气田中,天然气还可能含有微量的稀有气体如氦(He)和氩(Ar)。
6.日常使用的天然气中加入了臭味剂家里的天然气之所以有臭鸡蛋味,是因为燃气公司在天然气中添加了臭味剂。天然气的主要成分甲烷无色无味,为了安全起见,燃气公司会在天然气中加入四氢噻吩、硫醇等化学物质。这些物质具有强烈的臭味,类似于臭鸡蛋的味道,能够帮助用户及时发现天然气泄漏。
这种做法源于年美国德克萨斯州新伦敦学校的爆炸事故,当时由于天然气泄漏未被及时发现,导致人死亡。从此,添加臭味剂成为全球通行的安全措施,极大地减少了天然气泄漏引发事故的风险。
7.我国的天然气使用呈增长趋势年,全国天然气消费量达到亿立方米,在一次能源消费总量中占比为8.4%。而到了年上半年,全国天然气消费量为亿立方米,同比增长5.6%。从更长的时间跨度上来看,年至年,我国天然气供应量从75亿立方米迅速增加到亿立方米,增长了21倍。天然气管道长度也从年的0.81万公里增加到年的76.79万公里。这些数据表明,天然气在我国能源结构中的地位日益重要,未来仍有广阔的发展空间。
8.天燃气储量最多的国家全球天然气储量最多的国家是俄罗斯,其储量高达38万亿立方米,占全球总量的19.1%。紧随其后的是伊朗,储量为32万亿立方米,占全球总量的16.1%。而卡塔尔以24.7万亿立方米的储量位居第三,占全球总量的12.4%。
值得一提的是,虽然美国的天然气储量只有13.万亿立方米,仅占全球总量的6.5%,但其天然气产量和出口量均居世界首位。
俄罗斯的天然气产业9.人均天然气使用量最多的国家人均天然气使用量最多的国家是卡塔尔。根据最新数据,卡塔尔的人均天然气消费量高达.4立方米/年。这一数字远高于其他国家,例如美国的人均消费量为85.3立方米/年,俄罗斯为68.6立方米/年。卡塔尔排名世界第三的天然气资源和较小的人口基数是其人均消费量高的主要原因。此外,卡塔尔的天然气出口量也位居世界前列,主要出口到亚洲和欧洲市场。
10.全世界天然气管道的总长度可绕地球75圈截至年,全球天然气管道的总长度已超过万公里,可绕地球75圈,占全球油气管道总里程的67%。其中,美国拥有全球最长的天然气管道网络,总长度约为,公里。俄罗斯紧随其后,管道总长度约为,公里。而我国的天然气管道网络也在快速扩展,总长度已达到,公里。
11.世界上四分之一的天然气管道是跨国管道在全球使用中的天然气管道里,跨国天然气管道占比约为25%。这些跨国管道主要分布在北美、欧洲和亚太地区。具体而言,北美地区的跨国管道连接美国、加拿大和墨西哥,欧洲的跨国管道如“北溪”和“南溪”项目则连接俄罗斯与欧洲多国。而在亚太地区,我国与中亚国家合作建设了多条跨国天然气管道,如中亚天然气管道。这些跨国管道不仅促进了各国之间的能源贸易,也增强了全球天然气供应的稳定性和安全性。
12.天然气的液化可以帮助储存和运输天然气的液化是指将天然气通过冷却和加压转化为液态的过程。液化过程通常在-℃的低温下进行,使天然气的体积缩小至原来的1/。这种液化后的天然气便于储存和运输,尤其适用于远距离运输。年,全球液化天然气(LNG)的贸易量达到3.99亿吨,同比增长5%。其中,我国进口了万吨,超过日本成为全球最大的液化天然气进口国。
13.天然气的环保属性天然气是一种相对清洁的能源。首先,天然气燃烧时产生的二氧化碳比煤炭低约50%,比石油低约30%。其次,天然气燃烧过程中几乎不产生硫氧化物和颗粒物,这些污染物是造成酸雨和雾霾的主要原因。而在发电领域,天然气发电的效率高达60%,远高于煤电的35%。年,全球天然气消费量达到4.1万亿立方米,其中约24%用于发电。最后,天然气还广泛应用于交通运输领域,天然气汽车的排放比传统汽柴油车减少25%至30%。这些数据表明,天然气在减少温室气体排放和改善空气质量方面具有重要作用,是实现低碳经济的重要途径。
14.天然气还是一种重要的化工原料天然气不仅是一种重要的能源,还广泛应用于化工领域。年,中国天然气化工行业的市场规模达到约5亿元人民币。通过净化、分离和裂解等工艺,天然气可以转化为多种化工产品。例如,天然气可以制成合成氨、甲醇及其衍生物如甲醛和醋酸。另外,天然气还可以通过氧化偶联反应制成乙烯,乙烯是生产塑料和合成纤维的重要原料。
15.可以使用天然气制造氢气氢气(H2)是人类理想中的绿色能源,其燃烧产物只有水,而使用天然气制造氢气是一种成熟且广泛应用的技术。年,全球超过95%的氢气是由化石燃料制取的,其中天然气制氢占比超过一半。
天然气的氢原子质量占比高达25%。通过水蒸气重整法,天然气在℃以上的高温下与水蒸气反应,生成氢气和一氧化碳。这种方法的甲烷转化率可达85%,是目前效率最高的制氢方法之一。同时,天然气制氢的成本相对较低,每千克氢气的生产成本约为10至15人民币。
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