בעיה עיקרית בניצולו של גז טבעי כדלק היא הובלתו משדות הגז אל הצרכנים. הדרך המקובלת היא באמצעות צינור גז, שיש בו תועלת כאשר הצרכנים נמצאים במרחק של עד מאות קילומטרים משדה הגז. הובלה של גז טבעי בצורה נוזלית (כגז טבעי נוזלי), באמצעות מכליות, אפשרית אף היא, אך נחשבת לבעייתית מבחינת בטיחות וכדאיות כלכלית. גז טבעי המופק בשדות הנפט בערב הסעודית, אגב הפקתו של הנפט, אינו משווק בשל חוסר כדאיות כלכלית, והוא נשרף בעת הפקתו. במדינות רבות נאסרה פעולה בזבזנית ומזהמת זו, ונדרשת החזרתו של הגז הטבעי לבטן האדמה.
ייצור חשמל.
גז טבעי הוא מקור חשוב לייצור חשמל באמצעות השימוש בו בטורבינות גז וטורבינות קיטור. גז טבעי נשרף בשריפה נקייה יותר מאשר דלקים מאובנים אחרים כגון נפט ופחם, ומייצר הרבה פחות פחמן דו-חמצני ליחידת אנרגיה מופקת. כדי להפיק אותה כמות חום, שריפת גז טבעי מייצרת 30% פחות פחמן דו-חמצני מאשר בשרפת נפט וכ-45% פחות לעומת שריפת פחם. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב כאשר הגז הוא משאב זמין במחיר סביר. טכנולוגית תאי הדלק תספק בעתיד אופציה ירוקה יותר להפיכת גז טבעי לחשמל (במקום טורבינות), אך היא עדיין אינה כדאית כלכלית.
חימום.
גז פחמימני מעובה („גז בישול״) מופק מנפט או מגז טבעי. הוא מסופק לבתים בהם הוא משמש ליישומים כגון בישול בתנורים מונעי גז טבעי, מערכות חימום וייבוש בגדים, חימום מרכזי ועוד. חימום בתים מתאפשר באמצעות חימום דוודים, כבשנים וחימום ישיר של מים. בגז טבעי נהוג להשתמש בבתים כפריים שאין להם קשר למערכת התשתיות העירונית, וכן לגרילרים נישאים.
תדלוק מכוניות.
גז טבעי דחוס (המכונה בראשי התיבות המסחריים CNG : Compressed Natural Gas) שעיקרו מתאן הוא חלופה נקייה יחסית לדלקים אחרים לרכב כגון בנזין וסולר. המדינות בהן נפוץ השימוש בגז למכוניות הן ארגנטינה, ברזיל, הודו, פקיסטן, איטליה, רוסיה, איראן, מצרים וארצות הברית. היעילות האנרגטית של מנועי גז שווה לזו של מנועי בנזין, אך נמוכה ממנועי דיזל מודרניים. מכוניות שהונעו בבנזין המוסבות לנסיעה בגז סובלות מירידת מה בביצועיהן בשל יחס הדחיסה הנמוך של מנועיהן. לעומת זאת, מכוניות המונעות במנועים שיועדו לגז טבעי עושות זאת ביחס דחיסה גדול יותר בשל המספר האוקטן הגבוה של הגז – 120-130.
מימן.
רוב המימן כיום מופק ממתאן כתוצר לוואי של התעשייה הפטרוכימית. למימן עצמו מספר יישומים, רובם תעשייתיים וכן לתחבורה.
השפעות סביבתיות.
ככלל, גז טבעי מזהם פחות מדלקי מאובנים אחרים. אולם הוא תורם יותר מהם להתחממות הגלובלית.
גז טבעי מורכב בעיקר ממתאן. לאחר שחרור לאטמוספירה, גז זה מסולק משם בהדרגה על ידי תגובות חמצון שהופכות אותו לפחמן דו-חמצני ולמים. בעוד שזמן החיים של מתאן באטמוספירה הוא קצר יחסית לזה של פחמן דו-חמצני, עם זמן מחצית חיים של 7 שנים, זהו גז חממה יעיל יותר בלכידת חום באטמוספירה. בתקופה של 20 שנה, כמות נתונה של מתאן משפיעה פי 84 על פוטנציאל התחממות עולמית לעומת פחמן דו-חמצני ובתקופה של 100 שנה כמות זו משפיעה פי 28. מסיבה זו גז טבעי הוא גז חממה חזק יותר לעומת פחמן דו-חמצני. דו"ח משנת 2009 של סוכנות הסביבה של ארצות הברית העריך את פליטות המתאן השנתיות בכמות של - 85 קילומטרים מעוקבים. הגז הטבעי דולף לאטמוספירה בזמן הפקה, אחסנה, הובלה והפצה שלו, במיוחד בזמן תהליך ההפקה, וזאת בין היתר בשל הנדיפות הגבוהה שלו. בשנת 2021 הלווין MethaneSAT אמור להפחית את אי הוודאות הגדולה הנוגעת לכמות הפליטות של גז טבעי. עשרות מחקרים עדכניים מעמידים את הגז הטבעי במקום גרוע יותר מפחם מבחינת השפעתו על משבר האקלים.
בתהליך שריפת הפחם נפלט לאטמוספירה גז חממה: פחמן דו-חמצני. לעומת זאת, בתהליכי הקידוח, ההפקה והשינוע של הגז, נפלט לאטמוספירה גז חממה חזק בהרבה, המתאן.
עוד עולה ממחקרים שאם רק 3.2%-2.4% מהמתאן שבגז הגולמי נפלט לאטמוספירה, הרי שמדובר בנזק סביבתי-אקלימי גדול יותר מאשר בשריפת פחם. בפועל, ממחקרים שונים בארצות הברית עולה כי נפלט שיעור ממוצע של 3.8% מהגז. קרי - שימוש בגז מחריף את משבר האקלים יותר מאשר שימוש בפחם.
אף שריכוז גז המתאן באטמוספירה קטן פי 200 ויותר מריכוז הפחמן הדו-חמצני,
השפעתו כגז חממה משמעותית ביותר - הוא אחראי למעלה מרבע מההתחממות הגלובלית, בשל ספיגת הקרינה הגבוהה שלו. בעשרות השנים האחרונות חלה עלייה רציפה בקצב פליטת המתאן ובריכוזו באטמוספירה, וכיום הוא גז החממה השני בתרומתו להתחממות כדור הארץ, אחרי פחמן דו-חמצני.
לעומת זאת, גז טבעי מזהם פחות לעומת דלקי מאובנים אחרים. הוא גורם לפליטה של פחות פחמן דו-חמצני, בשיעור של 25-30% פחות מנפט ו 40-45% פחות מפחם, לכל ג'ול אנרגיה שמסופק על ידו. גז טבעי מכיל פחות מזהמי אוויר כמו גופרית, חומר חלקיקי, וחנקן דו-חמצני, לעומת דלקים מחצביים אחרים, ולא כולל פליטה של כספית. הוא גם מכיל כמויות קטנות של איזוטופים רדיואקטיביים של פלוטוניום, עופרת וראדון.
עם זאת, במונחים מוחלטים הוא מהווה אחוז משמעותי מפליטות הפחמן של בני האדם, ונתון זה צפוי לגדול, עקב החלפת מתקני מזוט ופחם בגז טבעי. לפי דו"ח IPCC מספר 4, בשנת 2004, גז טבעי הוביל לפליטה של 5.3 מיליארד טונות של פחמן דו-חמצני בשנה, לעומת 10.6 שנפלטו עקב שימוש בפחם ו 10.2 משימוש בנפט.
בישראל.
בשטחי המים הכלכליים של ישראל נערכו קידוחים אחדים שבהם התגלו מאגרים מסחריים של גז טבעי.
בקידוח מול חופי אשקלון התגלה בשנת 1999 גז טבעי בכמות מסחרית, והחל מתחילת שנת 2004 הוא משמש את חברת החשמל להפעלת אחדות מתחנות הכוח שלה, במקום המזוט ששימש אותן קודם לכן.
ב־21 ביולי 2005 נחתם ההסכם לרכישת גז טבעי ממצרים בכארבעה מיליארד דולר בכמות של שבעה מיליארד מטר מעוקב (BCM) בשנה. לפי הסכם זה, יסופק גז טבעי החל מראשית שנת 2008 למשך 15 שנה ועם אופציה להרחבת העסקה עד ל-20 שנה. הגז סופק באמצעות המקטע הישראלי של צינור הגז הערבי המחבר בצינור תת-ימי את אל עריש לאשקלון ומשם התחבר למערכת הולכת הגז הישראלית המתופעלת באמצעות נתיבי הגז הטבעי לישראל.
ב־18 בינואר 2009 הוכרז כי התגלו שלושה מאגרי ענק של גז טבעי בקידוח "תמר 1" כ-90 קילומטר מול חופי חיפה.
ביולי 2017 דווח השותפות במאגר כי יש בו כ-318 BCM גז טבעי (כ-11 TCF), ו-14.6 מיליון חביות קונדנסט. מאגר תמר מספק גז למשק הישראלי מאז חודש מארס 2013, ובין השנים 2013–2019 הוא היווה את מקור האנרגיה המרכזי של גז טבעי למדינת ישראל.
במרץ 2009 נתגלה מאגר נוסף מול חופי חדרה, דלית 1, במרחק 60 קילומטר מהחוף.
בדצמבר 2010 פורסם שבמאגר לוויתן, הממוקם סמוך למאגר תמר, נתגלה גז בכמות של 453 מיליארד מטר מעוקב, וכי נמשך הקידוח לשכבות נוספות. כמויות הגז במאגר עודכנו על פי דיווחי השותפות בו ל 605 BCM גז טבעי וכ-40 מיליון חביות קונדנסט. אספקת הגז ממאגר לוויתן צפויה בסוף שנת 2019, והוא צפוי להיות מקור האנרגיה המרכזי של מדינת ישראל.
בעקבות ההפיכה במצרים (2011), וחבלות חוזרות ונשנות בצינור הגז נפסקה אספקת הגז ממקור זה ב-28 בנובמבר 2011.
בפברואר 2019 דיווחו החברות נובל אנרג'י ודלק קידוחים כי מצאו גז טבעי במאגרים כריש ותנין. החברות מכרו את המאגר לחברת אנרג'יאן היוונית כחלק ממתווה הגז. בחודש אפריל 2019 דיווחה אנרג'יאן כי עתודות הגז המוערכות במאגר עומדות על כ-100 BCM גז טבעי. המאגר צפוי להתחיל להפיק גז בשנת 2021.
לפי דו"ח של אדם טבע ודין אשר בחן את תוצאות הפקת הגז בישראל על פליטות גזי החממה נמצא ש "אם בוחנים את הפליטות לא רק בקצה השרשרת (כלומר בתהליך השריפה), אלא גם בשרשרת ההפקה והשינוע של פחם ודלק נוזלי לסקטור החשמל, עדיין גדלה הפליטה הכוללת של שווה ערך פחמן דו-חמצני ב-8%", ובנוסף נמצא שרוב פליטות המתאן בישראל לא נמדדות ולא מדווחות.
בטיחות.
גז טבעי חסר טעם וריח, מאפיין המקשה על זיהוי דליפות ומהווה סכנה בטיחותית. עם זאת, בעת שיווק לשימוש מסחרי מוסף לו אתאנתיול – חומר בעל ריח חריף, כדי שתתאפשר הבחנה מהירה בדליפה של הגז. דליפת גז יכולה להיות קטלנית ולגרום לזיהום סביבתי רב .
הרפובליקה העממית של סין
הרפובליקה העממית של סין (בסינית מפושטת: 中华人民共和国, בפין-יין: Zhōnghuá Rénmín Gònghéguó, בתעתיק: דְּז'וֹנְגְּ הוּאָה רֵנְמִין גוֹנְגְ חֶה גּוּוֹ; קרויה בקיצור סין העממית או רק סין) היא המדינה בעלת האוכלוסייה הגדולה בעולם, אשר מונה למעלה ממיליארד וארבע מאות מיליון תושבים (נכון לחודש מרץ 2018), והיא המדינה הרביעית בשטחה בעולם. סין נמצאת במזרח אסיה, וגובלת ב-14 מדינות: קוריאה הצפונית, רוסיה, מונגוליה, קזחסטן, קירגיזסטן, טג'יקיסטן, אפגניסטן, פקיסטן, הודו, נפאל, בהוטן, מיאנמר (בורמה), לאוס ווייטנאם. הרפובליקה העממית של סין הוקמה בשנת 1949. מאז, היא טוענת לבעלות על האי טאיוואן וכן על מספר איים נוספים הנמצאים בשליטת טאיוואן, אשר מכנה עצמה הרפובליקה הסינית. המונח "סין היבשתית" מבדיל בין שתי המדינות. מאז 2021 גוברת המתיחות בין שתי המדינות על רקע תביעת הבעלות הסינית על שטח טאיוואן לעומת דרישת הרפובליקה הסינית בטאיוואן לעצמאות.