[科普中国]-天然气的主要成分——甲烷

能源是现代化的基础和动力。能源供应和安全事关我国现代化建设全局。新世纪以来，我国能源发展成就显著，供应能力稳步增长，能源结构不断优化，节能减排取得成效，科技进步迈出新步伐，国际合作取得新突破，有效保障了经济社会持续发展。

其中，天然气是优质高效、绿色清洁的低碳能源。加快天然气开发利用，促进协调稳定发展，是我国推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要路径。

天然气的主要成分是甲烷，那么我们今天来说一下“甲烷”

甲烷作为天然气还有页岩气、可燃冰的主要成分，拥有最稳定的烷烃分子结构，具有高度的四面体对称性，极难在温和的条件下对其活化，转化往往需要在600℃—1100℃的高温下进行反应。

多年来，全球应对气候变化的着重点多是控制二氧化碳排放。但是，甲烷的温室效应是二氧化碳的28倍以上，且甲烷在大气中生命周期较短，这意味着甲烷或对气候有更大影响。

研究人员就控制甲烷排放提出一些对策，包括培育能在少水环境中生长的水稻品种，改进可减少牲畜消化时产生甲烷的饲料，推广较少肉类的饮食，在农村部署更多生物降解设备等。针对自然界甲烷排放，研究人员建议回收和利用煤田中以甲烷为主要成分的煤层气、探测和消除石油天然气钻井作业中的天然气泄漏等。

甲烷还是沼气的主要成分，是供暖和发电的重要燃料。甲烷细菌通常生活在沉积物和污泥中，那里的有机物分解或细菌发酵会产生氢和其他分子。甲烷细菌能借助这些氢及其他物质分子吸取电子，进而用电子与周边环境的二氧化碳发生代谢反应，维持自身生命。

甲烷是典型的温室气体，又是重要的含碳资源。将二氧化碳和甲烷作为碳源，可以在一定条件下转化为合成气，合成气是一种重要的原料气，可以进一步生成汽油、甲醇、乙醇、乙二醇、醋酸等。相比较传统的甲烷蒸气重整，甲烷二氧化碳重整几乎不消耗水，而是大量利用二氧化碳，降低能耗的同时并缓解温室气体减排压力。

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