El gas natural és una font d'energia fòssil que, com el carbó o el petroli, està constituïda per una barreja d'hidrocarburs, unes molècules formades per àtoms de carboni i hidrogen.
És un compost no tòxic, incolor i inodor, en el qual el seu principal component és el metà (CH 4 ), una molècula senzilla formada per 1 àtom de carboni i 4 àtoms d'hidrogen, per bé que conté també altres hidrocarburs lleugers com l'età (C 2 H 6 ), el propà (C 3 H 8 ), el butà (C 4 H 10 ) o el pentà (C 5 H 12 ) en molta menor proporció.
La seva composició química varia sensiblement segons la seva procedència, ja que acostuma a anar associat a altres molècules o elements com l'àcid sulfhídric (H 2 S), l'anhídrid carbònic (CO 2 ), el nitrogen (N 2 ) o l'heli (He) que cal extreure quan el gas natural és destinat a usos industrials i domèstics.
Per extreure l'energia continguda en els enllaços químics C-H, s'ha de produir el procés de combustió.
La combustió és una reacció d'oxidació exotèrmica d'un cos combustible (en aquest cas, gas natural) amb un altre cos oxidant (aire), anomenat comburent.
Aquesta transformació va acompanyada de despreniment de calor i el fenomen acostuma a ser perceptible per la presència d'una flama que constitueix una font de llum i calor.
En un jaciment, el gas, menys pesat, ocupa la part superior de la cavitat, el petroli la part intermèdia i a la part baixa trobem normalment aigua salada.
A grans pressions, el gas es barreja amb el petroli —gas natural associat- o s'hi dissol, encara que també el podem trobar sol, en bosses a part de les de petroli.
Els estrats sota els quals s'acumulen les bosses de gas estan constituïts per roques impermeables com les argiles, les margues o les evaporites.
L'acumulació depèn de factors com la porositat de la roca, del volum de gas i de la capacitat de la bossa.
Quan es detecta la presència d'una bossa de gas natural, cal continuar la recopilació de dades per decidir si s'explota o no el jaciment: la profunditat a la qual es troba, el seu volum aproximat, les característiques dels estrats situats al seu damunt, etc. Mitjançant una sonda instal·lada en una estructura metàl·lica en forma de torre s'accedeix a la bossa, es determina també la seva composició química i la pressió del gas i, si definitivament es considera que el jaciment serà rendible, el pou es posa en explotació.
Des que és extret de les profunditats de la Terra fins que arriba als llocs on es consumeix, el gas natural fa un llarg viatge en el qual a penes experimenta transformacions.
Els gasoductes, els vaixells metaners, els camions cisterna o les xarxes de distribució són alguns dels elements que formen part del sistema de transport i distribució del gas natural.
El transport de gas natural es pot dur a terme mitjançant:
Una vegada el gas ha estat regasificat o bé ha finalitzat el seu recorregut a través de la xarxa principal de gasoductes, és injectat o derivat a les xarxes de distribució locals perquè arribi fins als punts on s'aprofitarà la seva energia calorífica.
La xarxa de distribució consisteix en un conjunt de canonades interconnectades per on el gas circula a pressió.
No totes les conduccions tenen el mateix diàmetre, sinó que, a mesura que s'apropa al consumidor aquest disminueix.
A mesura, doncs, que el gas canvia d'una canonada principal a una de secundària, la pressió a la qual avança es redueix a fi d'adaptar-se a les característiques de la nova conducció, procés que realitzen les cambres de regulació, un conjunt d'aparells -filtres, reguladors, comptadors, manòmetres- instal·lats a la superfície o a cambres subterrànies.
El subministrament de gas natural a l'usuari es pot fer a baixa, mitjana o alta pressió.
En els dos darrers casos, en què s'empra per a aplicacions industrials, cal instal·lar una estació de regulació que té per objecte mesurar el gas consumit i adequar la pressió a les necessitats dels diferents equips de combustió.
En el cas dels habitatges, el gas natural arriba a baixa pressió, raó per la qual no cal instal·lar cap equip de regulació, només el comptador.
La utilització del gas natural, com succeeix amb qualsevol altra font d'energia, ve determinada per la capacitat humana d'enginyar màquines i estris que aprofitin el seu potencial energètic.
Tots els sectors de l'activitat humana en treuen profit actualment – principalment el sector domèstic, el comercial i l'industrial -, atès que la seva versatilitat i comoditat d'ús ha afavorit el desenvolupament d'un ampli ventall de tecnologies adaptades a cada ús.
A nivell domèstic, el gas natural es pot fer servir tant com per obtenir calefacció o aigua calenta sanitària, com també per cuinar, rentar, eixugar o obtenir refrigeració a l'estiu.
El gas natural permet escalfar les llars mitjançant les calderes de calefacció o calderes mixtes, les quals, mitjançant un sistema de distribució es connecten a una xarxa de radiadors situats en punts estratègics de l'habitatge.
Si les calderes tenen la doble funció de produir aigua calenta sanitària i calefacció aleshores aquestes es denominen calderes mixtes.
Per una altra banda, les calderes poden ser individuals —quan donen servei a un sol habitatge- o col·lectives —quan ho fan per a tot un edifici o urbanització.
Els aparells de la llar que funcionen amb gas natural es coneixen amb el nom de gasodomèstics per diferenciar-los dels que funcionen amb electricitat o electrodomèstics.
El fogons, el forn, la rentadora, el rentaplats, la nevera o l'assecadora de roba en són alguns exemples.
El gas natural es pot fer servir en qualsevol procés de generació de calor o fred, tant en aplicacions comercials com en aplicacions industrials.
S'entén per ús comercial el consum domèstic referit a espais col·lectius com hospitals, escoles o hotels, el consum del petit comerç com el dels forns de pa o el consum d'altres tipus de serveis com les bugaderies, les piscines climatitzades, les pistes de patinatge, etc.
En la indústria, l'absència d'impureses —de cendres o sofre- i l'elevat poder calorífic del gas natural fa que en treguin profit nombrosos sectors.
Així, s'ha convertit en pràcticament imprescindible en sectors com el de la ceràmica, el vidre, la porcellana, la metal·lúrgia, l'alimentari, el tèxtil o el del paper.
En la indústria química, el gas natural té un doble paper, ja que, a més de servir de font de calor, és una matèria primera per a l'obtenció de diversos productes com el metà, que constitueix el producte base en la producció d'hidrogen, metanol, amoníac o acetilè.
Tant en el sector domèstic i de serveis com en l'industrial, s'està introduint una nova generació d'equips d'alt rendiment que augmenten el seu rendiment energètic global fins a un 90%.
La caldera de condensació n'és un exemple.
Aquesta caldera permet recuperar la calor latent de condensació del vapor d'aigua present en els gasos de combustió que no s'aprofita en els sistemes convencionals de calefacció a gas, de manera que el consum d'energia es redueix fins a un 40%.
Combinant la tecnologia de condensació amb cremadors de baixa emissió de NOx, s'aconsegueix reduir el nivell d'emissions contaminants en els processos de combustió industrial.
Les polítiques d'estalvi i racionalització del consum d'energia dels estats i la voluntat internacional de reduir la contaminació atmosfèrica estan afavorint la recerca de noves tecnologies que permetin un ús més intensiu del gas.
Algunes de les línies en què estan treballant les empreses gasistes se centren en l'optimització dels processos de producció d'energia elèctrica, en el desenvolupament de nous equips de climatització i en l'aprofitament del gas com a carburant en el sector del transport.