miniatura|Producció de gas natural al món 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. El seu poder calorífic varia molt segons la seva composició, però els més elevats es troben entre les 8.500 i les 10.200 quilocalories per metre cúbic de gas natural.
El gas natural és una energia primària, o que es pot obtenir directament sense transformació. Les altres energies primàries són l'energia solar, el carbó i el petroli. Es tracta de l'energia fòssil més neta quant a residus i emissions atmosfèriques, i del combustible més eficient per a l'obtenció d'electricitat a les centrals tèrmiques, amb una eficiència total d'un 50,7% enfront del 25,7% del fuel, el 26,1% de l'urani (central nuclear) i el 26,8% del carbó.Medi ambient i tecnologia, de Josep Arnaldos. Edicions UPC, 1998. La seva utilització directa, sense haver de transformar-se prèviament en electricitat, té una eficiència molt major, d'un 91,2%. També és més econòmic i més fàcil d'emmagatzemar que el carbó i els derivats del petroli.
Per tot això es va començar a utilitzar a partir dels anys 60 com a combustible preferent excepte al transport, on continua predominant el petroli.Introducció a la història econòmica mundial, de Gaspar Feliu i Montfort, Carles Sudrià i Triay, Gaspar Feliu i Montfort Carles Sudrià i Triay. Edició Universitat de València, 2006 A més, s'usa també com a primera matèria de nombrosos productes químics. La construcció de gasoductes i el comerç de gas natural ha donat lloc a conflictes armats importants entre diferents països del món als segles i .
Propietats miniatura|Gas natural sortint d'un fogó És una mescla de gasos més lleugera que l'aigua, no tòxic, incolor i en principi inodor (s'odoritza com a mesura de seguretat, per a detectar escapaments), en el qual el seu principal component és el metà (CH₄), una molècula senzilla formada per un àtom de carboni i quatre àtoms d'hidrogen, per bé que conté també altres hidrocarburs lleugers com l'età (C₂H₆), el propà (C₃H₈, component principal de l'antic gas ciutat), el butà (C₄H10, component principal de les bombones de gas per a cuines) o el pentà (C₅H₁₂) en molta menor proporció.
La seva composició química varia sensiblement segons la seva procedència geogràfica i geològica, i acostuma a anar associat a altres molècules o elements com el diòxid de carboni (CO₂), el nitrogen (N₂) o rarament l'heli (He, per exemple h'hi ha al gas natural de la zona de Texas) que cal extreure quan el gas natural és destinat a usos industrials i domèstics. En alguns jaciments, per exemple al de Lacq (França), pot haver traces de compostos orgànics de sulfur d'hidrogen (H₂S) i compostos orgànics sulfurats (gasos dits amargants).
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, el gas natural) amb un altre cos oxidant (en aquest cas, l'aire) que fa de comburent. Aquesta reacció química produeix un despreniment de calor i energia, i el fenomen acostuma a ser perceptible per la presència d'una flama que constitueix també una font de llum.
Origen miniatura|Esquema de la geologia d'una bossa típica de gas, en color negre, i de gas barrejat amb altres coses, en color marró. El gris correspon a una capa que no deixa que els gas fugi a l'atmosfera. El color verd indica petroli. El gas natural, com els altres combustibles fòssils, s'ha anat formant durant milions d'anys per la descomposició anaeròbica (sense oxigen) de grans quantitats de restes d'organismes morts dipositades al que aleshores havia estat el fons del mar o d'un llac. Amb el pas del temps, la matèria orgànica barrejada amb fang va quedar enterrada sota capes pesants de sediments, que la van sotmetre a alta pressió i temperatura, sense aire, durant llarg temps, cosa que a poc a poc la va alterar químicament. D'aquesta descomposició anaeròbica se'n van desprendre gasos, especialment gas natural.
Avui, el gas natural es troba sovint en estat gasós en bosses que es troben sota terra a prop de bosses de petroli, que resta en estat líquid. Ambdós combustibles es troben en roques d'origen sedimentari, on fenòmens geològics els empresonen, l'un, l'altre o tots dos, donant-ne lloc a grans bosses subterrànies. El gas natural pot estar en forma anomenada seca, és a dir, totalment gasós, o bé en forma humida, és a dir, barrejat amb hidrocarburs més llargs, que se separen fàcilment com a líquids per compressió, refrigeració o absorció.
El gas natural sec és predominantment metà (60%-95%), però pot contenir quantitats apreciables d'età (5%-20%) segons la regió on es trobi.
Alternatives Altres maneres d'obtenir metà són la combustió anaeròbia de residus urbans orgànics (a aquest gas natural s'anomena de vegades biogàs) o per procediments industrials a partir de la pissarra (en tal cas al gas resultant se li pot dir gas pissarra, en anglès, shale gas). Aquest darrer és interessant als indrets on no hi ha jaciments de gas natural però si de pissarra, per a no dependre energèticament d'altres països.
Mercat del gas natural El mercat del gas natural és format pels productors de gas; les companyies de transport, que el venen a portes de ciutat a distribuïdors i grans consumidors industrials; les companyies distribuïdores locals (privades, estatals o municipals), que el distribueixen a mitja i baixa pressió als consumidors finals; i els marketers locals, entitats privades i sense actius que busquen productors i clients, els posen en contacte i guanyen diners a canvi d'aquesta gestió.
Producció Als Països Catalans la producció de gas natural és nul·la actualment, motiu pel qual la dependència energètica d'aquest recurs és total. Tanmateix, es considera que hi ha alguns jaciments de gas situats a la Catalunya Central.Busquen jaciments de petroli i gas a la Catalunya Central, Nació Digital.
La producció de gas natural a nivell mundial és de 3.177.000.000.000 m³ i a la Unió Europea de 182.300.000.000 m³. Els estats amb més producció són Rússia, Estats Units d'Amèrica, Canadà, Iran, Qatar, Noruega i Xina.
Tractament del gas natural miniatura|esquerra|Estació d'odorització del gas natural a Austràlia. Les canonades de gas natural es representen als plànols amb el color groc. El gas no és el que s'extreu tal qual sinó que prèviament ha estat sotmès a diversos tractaments per tal que la seva qualitat sigui constant, per a recuperar productes i vendre'ls, de liquació del gas per al transport, de regasificació posterior, etc.
Alguns dels processos que es fan són, per exemple, la separació dels hidrocarburs més llargs per a obtenir gasolina (barreja d'hidrocarbus de cadenes llargues), età, propà i butà, que s'usaran com a matèries primeres a processos energètics o industrials; la deshidratació per a evitar la corrosió i la formació d'hidrats; l'eliminació d'àcid sulfúric, diòxid de carboni i mercaptans; la separació del nitrogen perquè el transport resulti més econòmic; la separació d'heli també per raons econòmiques; etc.
Un tractament que es fa per seguretat de l'usuari i que és obligatori per llei és el d'odorització. Consisteix a afegir un gas econòmic i que no interaccioni amb el metà. A diferents països es fan servir substàncies diferents, cosa que vol dir que el gas té una olor diferent a diferents llocs. Per exemple, als Països Catalans, Espanya i França s'usa el tetrahidrotiofè (THT), però en canvi a la Gran Bretanya s'utilitza una barreja de mercaptans.
Transport i distribució miniatura|esquerra|Gasoducte miniatura|esquerra|Vaixell metaner El gas, abans del transport, és processat per eliminar les impureses (pols, sorra, aigua…) per poder obtenir pràcticament metà pur. El transport es realitza mitjançant gasoductes a l'alta pressió (grans canonades de més d'un metre de diàmetre per les quals es fa circular gas, per a transportar-lo a grans distàncies) o vaixells metaners.
En els gasoductes, el gas natural circula a pressió impulsat per estacions que el comprimeixen i l'envien fins a una següent estació, a centenars de quilòmetres de distància. Cada cop es mou en gasoductes més estrets, que es van ramificant, i requereix doncs menys pressió (comença a 16 bar - 72 bar i acaba a 0,05 bar - 4 bar). Aquest sistema de transport resulta el més econòmic, però necessita la inversió de construir els gasoductes. Els gasoductes poden anar per terra o sota el mar, en aquest darrer cas són gasoductes submarins. El gas natural arriba als Països Catalans a través del gasoducte de l'eix mediterrani, que passa per Figueres, Girona, Barcelona, Tarragona, Castelló, València, Alacant, Múrcia i Cartagena, es ramifica cap a l'interior de la península i al nord es connecta amb el gasoducte que prové de Lacq. Aquest gasoducte connecta amb la xarxa europea i permet importar-ne de Noruega. També està connectat a la xarxa espanyola (eix central i doble eix occidental) i a través d'ella connectat amb el gasoducte que uneix el Magreb amb Europa, un gasoducte de 1.400 km de llarg d'on arriba el gas natural d'Algèria.
Els vaixells metaners s'usen quan les dificultats d'instal·lació d'un gasoducte són molt grans. Per tal que aquest sistema resulti econòmic, s'ha de reduir el volum del gas mitjançant un procés de refredament en diverses etapes fins a obtenir gas natural liquat (GNL). El combustible de la majoria dels vaixells metaners és part del gas natural que transporten i que altrament es perdria en fuites per evitar una sobrepressió als tancs. Aprofiten part del gas (inevitablement) evaporat dels tancs per a moure els motors duals o les turbines, que solen ajudar-se d'un sistema turbo, i per a proporcionar l'electricitat i calor necessaris per als sistemes secundaris del vaixell i per als habitacles. Alguns dels vaixells més moderns liqüifiquen a bord el gas procedent de l'evaporació natural que es produeix quan s'escalfen els tancs. Un metaner pot transportar fins a 270.000 m³ de gas natural liquat que, un cop regasificat, serà prop de 159 milions de m³ de gas natural. La liquació es fa a les zones portuàries properes als jaciments, on cal refrigerar el gas a -160 °C. Als ports d'arribada hi ha plantes de regasificació; per exemple, n'hi ha una a Catalunya, una a Múrcia i una en projecte a Mallorca.
Emmagatzematge miniatura|Gas natural emmagatzemat Al principi, el gas natural que apareixia en quasi tots els jaciments petrolífers es cremava a la sortida del pou, com un residu més, ja que no se sabia com transportar-lo i sobretot com emmagatzemar-lo. És per això que es va trigar més a utilitzar aquesta energia.Gas natural Agència Valenciana de l'Energia (AVEN), 2009
El gas natural dels metaners s'emmagatzema en estat líquid dins de grans dipòsits i segons la demanda es va regasificant i distribuint a través de la xarxa de distribució (gasoductes petits, de baixa pressió) o en camions cisterna. Els camions cisterna van en vaixell a les Illes Balears. El gas que arriba per camions s'emmagatzema a plantes satèl·lit, que envien el gas natural a la xarxa local a mesura que aquest es demana.
L'emmagatzematge es pot fer en tancs aeris (sobre el terra) o soterrats (sota terra). De vegades és possible aprofitar certs accidents geogràfics, com antics jaciments ja buits (com per exemple el de Serrablo, a Osca),Atlas de las infraestructuras energéticas en Aragón, del Govern d'Aragó, 2000. aqüífers, cavitats salines, etc.
Consum final i tendències miniatura|En color groc, el gasoducte Magreb-Europa, i en blau el gasoducte Medgaz.