天然气

天然气主要由甲烷构成。它通常与其他化石燃料储藏在一起。无论是气态还是液态，天然气都是一种重要能源。它比其他化石燃料更加清洁，用于供暖、烹饪并为汽车供给燃料。作燃料时，天然气必须被加工成高纯度的甲烷。

天然气是一种可燃烧的气态碳氢化合物，主要由甲烷（CH4）构成，是生物经由数百万年的厌氧腐烂产生的。对于印度、希腊、波斯和中国这些古代文明来说，天然气的使用历史至少可以追溯到3000年前，但天然气的大规模使用只发生在20世纪60年代以后。

在第三个千年伊始，天然气在全球能源供应中发挥着至关重要的作用。就像石油等其他重要能源一样，需求和供给的力量主导着对天然气的勘探定位，而这些能源也给储藏国带来了一定的政治与经济力量。截至2009年，俄罗斯既是世界上最大的天然气生产国，也是世界上已知天然气储量最大的国家。中东——包括伊朗、卡塔尔（拥有世界上最大的天然气田）、沙特阿拉伯和阿拉伯联合酋长国——已探明的天然气储量也被认定颇为丰富。

当早期文明社会中的人们第一次发现天然气从地表之下的岩缝中逸出并形成神秘火焰之时，他们相信这是源自超自然的力量。类似的与天然气火焰的遭遇在古代印度、希腊和波斯都很常见。然而，在公元前600年左右，中国人就知道用天然气的火焰来烹煮卤水，提取盐并提供饮用水。[1]事实上，孔子就曾提到川藏交界处有百尺深井。[2]

天然气从地下井中喷出。纽约公共图书馆。

1785年，英国成为第一个对天然气进行商业化利用的国家，将其用于室内、街道等处的照明。大约40年后的1816年，美国开始将天然气用于街道照明。其实早在1626年，北美就首次发现了天然气，当时探险家们看到伊利湖地区的美洲原住民正在点燃从地表逸出的气体。然而，美国第一口天然气井是在1821年由威廉·哈特（William Hart）于纽约的弗里多尼亚开掘的。1859年8月27日，埃德温·德雷克（Edwin Drake）在地表之下约69英尺处发现了天然气和石油。德雷克的发现标志着北美天然气生产的新时代。在此之前，天然气主要产自煤炭。为使他的气井产能商业化，一条从气井到附近村庄（位于宾夕法尼亚的泰特斯维尔）的管线被建成。

大致说来，天然气作为室内和公共街道照明燃料，似乎将要在19世纪的欧洲和北美发挥重要作用。但由于难以将它从气井输送给其最终用户——当时的管道基础设施无力胜任这项工作，它的作用受到了限制。此外，随着19世纪80年代电力的出现，天然气灯被电灯取代。

随着天然气失去了照明能源这个用场，天然气行业开始为其产品寻找新用途。1885年，发明家罗伯特·本生（Robert Bunsen）发明了一种装置（即“本生灯”），用天然气来烹饪和取暖，火焰大小可以调节。本生灯使得天然气的潜在收益多样化，并推动了它的全球性需求。不过，向潜在用户送气的困难依然限制了它的实际利用。

在第二次世界大战期间，管道制造、金属工艺和焊接技术的改进使得管道建设在经济上更具吸引力。因此，在战后，整个世界开始建设一张庞大的天然气管道网。今天，这张网仅在美国境内就超过了100多万英里（足以往返月球两次）。管道的地点与控制，特别是那些横跨国际边境的管道，是政治和外交紧张局势的潜在来源，比如俄罗斯与其前卫星国（白俄罗斯和乌克兰等）在21世纪初偶尔经历的紧张。另外，天然气的用途也多样化起来，包括水暖、空调和发电燃料。天然气的便捷运输为各种家用电器——如炉灶和烘干机——的使用提供了可能。

20世纪70年代的石油短缺让全世界的注意力转到了节能方式上来，人们开始寻找更便宜、更易得的能源。20世纪60年代和70年代环境意识的提升进一步影响到能源行业，推动了对污染较少的发电能源的开发。得益于这些发展，天然气成为更受欢迎的发电燃料。尽管天然气比其他化石燃料更清洁，但它也会形成碳排放，而且考虑到它主要由甲烷构成，天然气其实也是一种温室气体。

持续的石油短缺和对环境质量的担忧，预计将进一步增加天然气的需求。压缩或液化天然气被认为是一种比汽油和柴油等传统汽车燃料更清洁和更有经济竞争力的替代品。截至2009年，全世界约有1000万辆天然气驱动的车辆在使用，其中许多是公共交通工具（如公交车）。电力行业中发电环节的变化，例如转向无须燃烧即可产生电力的燃料电池，还有对无污染型发电机（能安置在终端用户的用电场所）的需求，预计也会加重我们对天然气的依赖。

伊莱·戈尔茨坦（Eli Goldstein）

以色列巴伊兰大学

另见《能量》。

延伸阅读

Castaneda, C. J. ＆ Smith, C. M. (1996). Gas pipelines and the emergence of America's regulatory state: A history of Panhandle Eastern Corporation: 1928–1993. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press.

Clark, J. A. (1963). The chronological history of the petroleum and natural gas industries. Houston, TX: Clark Books.

Herbert, J. H. (1992). Clean cheap heat: The development of residential markets for natural gas in the United States. New York: Praeger.

MacAvoy, P. W. (2000). The natural gas market: Sixty years of regulation and deregulation. New Haven, CT: Yale University Press.

Peebles, M. W. H. (1980). Evolution of the gas industry. New York: New York University Press.

[1]这句话有两处值得商榷：一是作者提到在公元前600年，中国利用天然气煮盐，译者翻检史料，不知所本；二是作者提到中国人用天然气烹煮卤水，分离出盐之后的水用于饮用，译者依照常识并借助文献，认为“饮用”之说似无根据。中国以井火（天然气）煮盐，最早是在东汉到蜀汉时期（公元2—3世纪），地点主要在临邛（今邛崃）和富顺（今自贡）；除煮盐外，天然气还被用于炊饭、煮菜。参见傅汉思、张学君：《中国火井历史新证》，载曾凡英主编《盐文化研究论丛（第一辑）》，巴蜀书社，2005。——译注

[2]不知作者言之所出。按《汉书·郊祀志》所载，西汉宣帝神爵元年（公元前61年）“祠天封苑（今位于陕西神木县）火井于鸿门”，这大概是中国典籍中对天然气井的最早记录；与作者所述相似的资料来自东汉末年谯周的《蜀王本纪》：“临邛有火井，深六十余丈”。参见白广美：《关于汉画像砖“井火煮盐图”的商榷》，《自然科学史研究》1984年第1期。——译注