天然气是蕴藏在地层中的可燃气体，它是埋藏在地下的生物有机体经过漫长的地质年代和复杂的转化过程生成的。主要成分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和二氧化碳、硫化氢、氮等气体。与其他化石燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，是一种清洁的能源。
公元1626年，即我国明朝天启六年，五月三十日，在北京发生了一场人类历史上罕见的特大灾祸。当时，只听得“大震一声，天崩地塌，昏暗如夜，万室平沉。东自顺城门大街，北至刑部街，长三四里，周围十三里，尽为齑粉。王恭厂（当时的火药厂）一带被破坏得最为严重……”这就是有名的王恭厂大爆炸事件，这一事件至今仍被列为与3000年以前印度的死丘事件和1908年俄国通古斯事件一样，令人迷惑不解的世界爆炸之谜。
究竟是什么原因引起了如此巨大的灾难呢？科学界迄今尚无定论，但许多科学工作者坚持认为，只有天然气才有可能引起威力如此巨大的爆炸。
天然气的破坏力是如此之大，因此，有人倒过来想，如果合理地利用它们创造的财富也必将是无可限量的。
随着现代科学技术的发展，人们在利用天然气的方面取得了不少成绩。
人们认为天然气是目前世界上公认的优质高效能源和可贵的化工原料，可谓“丽质天生”。当前，人们已发现或利用的天然气有六大类：油型气、煤成气、生物成因气、无机成因气、水合物气和深海水化物圈闭气。我们日常所说的天然气是指常规天然气，它包括油型气和煤成气。这两类天然气的主要成分是甲烷等烃类气体。天然气中还有一些非烃类气体，如氨气、二氧化碳、氢气和硫化氢，等等。
天然气密度小，具有较大的压缩性和扩散性，采出以后，人们一般用管道输出作为燃料，也可压缩后灌入容器中使用，或制成液化天然气。开采天然气的气井存在压力差异，因此利用这种压力差异就在不影响天然气的开采和使用下进行发电。
天然气有许多优点：不需复杂加工就可直接作为能源；加热的速度快，容易控制，能够随意地送到需要加热的区域；质量稳定，燃烧均匀，燃烧时比煤炭和石油清洁，基本上不污染环境等等。此外，它的热值、热效率均高于煤炭和石油。总之，用“丽质天生”来形容天然气是再恰当不过的了。因而，天然气被广泛用作黑色冶金、化工生产、城市发电的燃料，以及对陶瓷、玻璃、电缆及不少行业的特殊工艺过程的加热和升温。
据美国一家杂志统计和分析，从1973年至1993年，全世界能源消费增加了38％，其中天然气增加65％，石油增加12％，煤炭增加28％。从能源结构看，天然气从占19％上升至23％，而石油则从49％下降至40％。1970年天然气消耗量为10410亿立方米，1993年则已增加到20630亿立方米。
天然气的开发利用
在公元前６０００年到公元前２０００年间，伊朗首先发现了从地表渗出的天然气。许多早期的作家都曾描述过中东有原油从地表渗出的现象，特别是在今日阿塞拜疆的巴库地区。渗出的天然气刚开始可能用作照明，崇拜火的古代波斯人因而有了“永不熄灭的火炬”。中国古人对天然气的利用有十分悠久的历史，特别是通过钻凿油井合并来开采石油和天然气的技术，在世界上也是最早的。天然气是石油的共生物。它的发现时间，在开凿盐井的同时或稍后。２０００多年以前的秦代就开始凿井取气煮盐了。在晋朝人常璩写的《华阳国志》里，就有描述秦汉时期应用天然气的一段话：“临邛县有火井，夜时光映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许如雷声，火焰出，通耀数十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行终日不灭也……取井火煮之，一斛水得五斗盐。家火煮之，得无几也。”由此得知早在２０００多年前，人们就用竹筒装着天然气，当火把走夜路。而且用天然气煮盐，火力比普通火力大，出盐也多得多。
“火井沉荧于幽泉，高烟飞煽于天垂。”这是晋代人对四川火井的诗意描写，比这更早些，西汉杨雄在《蜀都赋》中，已把火井列为四川的重要名迹之一，可见火井由来已久。至于利用天然气煮盐，人们在实践中，认识到天然气能自燃而不助燃的性能，汉代就已克服了火井爆炸的困难，并且还用竹筒盛装天然气，类似今天的储存天然气的气罐，创造利用天然气的方法，关于利用火井煮盐更详细的记述，则见于《天工开物》，书中还绘有火井煮盐图。
为了开发石油和天然气，中国人民在生产实践中逐步发明创造了一整套钻井技术。远在２２００多年前的战国时代，中国人的祖先就已开凿较深的井，自汉代以来，劳动人民进而推广和改进了钻井机械。到宋代深井钻掘机械已形成一项相当复杂的机械组合。普遍废弃了大口浅井，凿成了筒井。到了明代，钻井机械设备和技术有了更进一步的发展。
与此相对的是，直到１６５９年在英国发现了天然气，欧洲人才对它有所了解；然而它并没有得到广泛应用。到了１７９０年，煤气才成为欧洲街道和房屋照明的主要燃料。在北美，石油产品的第一次商业应用是１８２１年纽约弗洛德尼亚地区对天然气的应用，他们通过一根小口径导管将天然气输送至用户，用于照明和烹调。世界天然气的开发利用，则以１９２５年美国铺设第一条天然气长输管道作为现代工业利用的标志。
“绿色发动机”
上世纪80年代中期，国外有一家公司对该公司柴油机产品进行燃用天然气试验研究，后于80年代末向市场推出了热效率大于41％，废气中氧化氮含量仅1克/千瓦·时，迄今最洁净的“绿色发动机”。至今已有7家芬兰电站采用天然气发动机，总功率达100万千瓦，而且大多建立在港口。优点是污染极小，运输也很方便。
1993年，推出“绿色发动机的那家公司推出专用于海上平台的Vasa32和Vasa46天然气发动机，海上平台自海底油气田采出的天然气直接就可以供给发动机驱动发电。
可以预计，人类在利用天然气方面将取得越来越大的成就。
安全的气体
1996年3月，上海各主要报纸报道，困扰人们的煤气中毒事故在上海浦东将一去不复返，因为浦东将于1998年底开始，在燃气供应中逐步采用天然气替换现在使用的煤气，而干净无毒的天然气是不可能发生中毒事故的。
天然气是目前世界上首推的无公害能源，它燃烧时产生二氧化碳少，对保护大气，保护环境有很大好处，其热值又相当于煤气的2.3倍。所以，目前发达国家大部分正在逐步淘汰煤气，改而采用天然气。
这项首先造福浦东人的“东海天然气供应上海城市燃气工程”，经过8年前期筹备，现已进入实质性启动阶段。这项工程分上、下游两部分，上游是将东海钻井平台开采的天然气经芦潮港输送到建设在新港附近的第一站。
下游部分是从该站再输送到千家万户。
海上“巨人”
几乎在中华大地上大规模探测开采天然气的同时，1995年，一个巨型怪物已经悄悄地牢牢地屹立在北欧波涛翻滚的大海上。这个怪物就是挪威采用现代最新技术建造的海上采气平台，它那用水泥和钢材建成的平台堪称是世界上最高的工程，为了准备在今后50年至70年中向欧洲供应天然气。挪威人正在这里开采欧洲大陆最丰富的气田。
这个怪物以北欧神话人物“巨人”来命名，它正好坐落在同样取名为“巨人”的气田之中。“巨人”气田是挪威某公司于1979年在挪威北部海域距卑尔根西北80千米的地方发现的。
对“巨人”气田最新的调查证实，它是世界上最大的气田之一，在海下1500米之下蕴藏着1.3万亿立方米天然气，相当于挪威已查明储量的一半。
预计本世纪初，它将能销售40％，可满足大部分欧洲国家的需要。这样，挪威将从现在第三位天然气出口国跃居欧洲大陆第一出口大国。
1992年，挪威人开始了这项宏伟工程的建设。总共耗去水泥12万吨，钢材10万吨，仅用去钢材的重量就相当于300多米高的巴黎埃菲尔铁塔重量的11倍。“巨人”的底座由4根插进海底的369米高的水泥柱子组成，重量为65.6万吨。它能承受海底强大激流和每年500多万次海浪的冲击以及每年几次时速160千米的飓风的袭击。
这个魁梧的“巨人”顶部还装有一个8721平方米大的平台，总建筑高度为472米。它可以在303米深的海底开采天然气，这在世界上尚属首次。未经处理的天然气通过65千米长的海底输气管道送到陆地加工厂处理，然后送往有关国家。
遍地皆是
上世纪40年代后期，不少国家纷纷采取鼓励性政策，投入巨资，大力组织天然气勘探开发的研究。在研究中，人们获得了关于天然气储量的可靠认识：天然气中的煤成气，大多在煤炭的形成过程中生成，每吨无烟煤储量中生成的天然气在400立方米以上。按此推算，全世界现有的无烟煤储量所生成的天然气热值，已达到无烟煤储量的总和。天然气中的油型气储量，与原油储量大致相同，即每吨石油储量能生成约1000立方米的天然气。有的地区因地质条件好、地层封闭性强，每吨石油储量能生成的天然气储量可达1600多立方米。由此可以推断，世界天然气储量已远远大于石油的储量。
说天然气储量超过煤炭、石油储量是有科学依据的。能生成天然气的物质比能生成煤炭和石油的物质要多得多，同时，生成煤炭、石油的有机物质在其演化过程中同样也能生成天然气。由此可知，地球深处永无止境的物质运动和高温高压会不断导致烃类化合物的产生，天然气也就生成有源了。
可见，天然气的广泛存在使得天然气的发展前景远比石油、煤炭要好。
虽然，天然气在当今只属世界能源的三大支柱（煤炭、石油、天然气）之一，但不少专家预言，本世纪的能源构成将有可能以天然气为主。
神奇的地热能
说到温泉，人们并不陌生。从各地的一些地名就可知地球上温泉分布之广。所谓温泉，它的水温常年都在25℃-40℃之间。如果高于40℃，那就是热泉了；如果达到水的沸点，这种泉水就被称作沸泉。温泉的水流不很大时，它汩汩而出，往往会在泉眼附近形成一个热水塘，水量再大还可形成热水湖。地形合适，甚至可以形成热水河。在河北省承德市的清代皇家园林避暑山庄内有一股水量很大的热水泉，并流出后汇入名叫武烈河的热水河。因此，在河北省北部曾建省，省名就叫做“热河省”(其省会就是承德市)。由于温泉、热泉和沸泉的水体和地形各有不同，在各地大都形成了一些美丽而奇特的景观，并作为一些旅游景点而加以利用，对经济发展产生了有益的作用。
在今天，为了利用热水所蕴涵的能量，科学家对地下的热水进行了深入的研究，并开发出一些新型技术，以便合理地利用这种“免费”且清洁的能源。
地下的热能
通常地下水都是凉的，为什么有些泉水是温热的呢？一般来说，地球是一个巨大的实心球体，但内部构造就像一个煮得半熟的里外三层的鸡蛋。外层叫地壳，很薄，平均厚度只有17千米；中层为地幔，大部分是熔融的岩浆，厚度近3000千米；内层为地核。
经过钻探表明，每向下钻1000米，温度升高33℃(随着深度的增加，这个值会变小)。人们发现，有时深度达200千米时仍有岩石。但是，如果压力增大后。这些岩石就处于熔融的状态，且温度可达2000℃左右。如果超过这个深度，我们就无法测量其温度了。不过科学家还是可以根据地球上放射性元素释放的能量来推测地核温度。地球的地心是高达几千摄氏度的熔岩，据此估计地核温度可达5000℃-6000℃。
此外，地球是一个大宝库，从前面的内容可见，它不仅含有大量的石油、煤炭和天然气等资源，而且作为一个巨大的热库有丰富的热能可资利用。除了温泉之外，火山爆发和彭喷泉都是地球在随意释放热能的表现形式。我们称地球内部的这种热能叫做地热能。
地热能的来源途径主要有两个，即地壳下面的热岩浆和地壳中放射性元素衰变释放的能量。从地球上能源大小排列来看，太阳能排行老大，地热能排行第二。地热能可资开发的地热能总量可达320亿千瓦。如果我们只开发地表下3000米范围的地热资源，其可供利用的热能折合成标准煤已近3万亿吨，地热能的总量，相当于煤炭总储量的1.7亿倍。
由于各地区地质条件的不同，地热资源分布是不均匀的，而且地热资源的质量也是不同的。这对地热的开发也是有影响的。大体上讲，世界的地热资源大致分布在5个地区，它们分别是环太平洋地热带、地中海及喜马拉雅地热带、大西洋中脊地热带、中亚地热带和红海、亚丁湾、东非裂谷地热带。
就中国的情况来看，世界上5条地热带中的3条与中国有关。具体地讲，我国有19个省、市、自治区有较好的地热资源，并已发现了地热点达3000个以上，已勘察的地热田达50多个，查明的地热贮量相当于32亿吨标准煤，估计贮量可达120亿吨标准煤的当量，远景预测可达135亿吨标准煤的当量。
地热田
某些地区，由于地壳构造异常，形成了具有开发价值的地热田，地热田分水热型、地压型、干热型、熔岩型四类。
水热资源为埋藏地层浅表的热水或蒸汽，或露出地表的温泉，其温度达几十至二三百摄氏度。
地压资源是封闭在深处沉积岩中含有甲烷的高盐分热水。
干热岩位于地下几千米深处，是温度为150℃-650℃的热岩层，不存在传热流体。
熔岩分布最深，是温度为650℃-1200℃的熔岩和半熔浆。
地下热水圈自上而下分为三带：温度低于100℃的地热水带、高于100℃的过热水带和超过375℃的超临界温度的过热水带。那么，地下蒸汽是怎样形成的呢？我们知道，在一个大气压下，水的沸点是100℃。因此，地壳一旦发生断裂或因深钻到一定深度，地壳中的过热水便从裂缝中或钻孔中露出地表，由于地表压力突然降低，变成一个大气压（合101.375千帕）左右，过热水马上就变成蒸汽或汽水混合物，源源喷出。
地壳中热水量远远大于冷水量，估计有7亿立方千米，接近地表海水的一半。由于地下热水不停地运动着，又不断得到降水的补充，所以完全可以说是取之不尽，用之不竭！
实际上，在有开采价值的地热资源中，以不含水的干热岩最引人注目。
干热岩温度高达650℃，储热量大，通常埋藏在离地表只有2-3千米的深处，用现代钻探技术已能取到它们。
经久不息的地热