結論本研究之初步結果，並提供建議供予後續研究之參考。
第二章 文獻回顧
本研究先回顧天然氣氣體之特性，再了解相關之法令規範，最後再回顧工程界面問 題之相關研究文獻，做為本研究引用方法或相關定義與分類之基礎。
2.1 天然氣特性
2.1.1 天然氣的生成與運送
所謂的燃料氣，也就是俗稱的瓦斯，主要有兩種，即桶裝瓦斯和天然瓦斯。桶 裝瓦斯也就是液化石油氣，英文縮寫為LPG（Liquified Petroleum Gas），是石油 煉製的產品之一，主要成份為丙烷，一般以鋼瓶（分為五、一六、二○公斤裝等）
供應用戶。其著火點溫度較低，比重又較空氣重，一旦洩漏容易向空間的下方累積，
至一定數量若遇火源就會釀成災害，較不安全。
天然瓦斯（或稱都市瓦斯）即是天然氣。其英文縮寫為NG（Natural Gas），
是遠古時代的動、植物死亡後之遺骸長期與泥沙等物質一起沈積於地下約3000～
4000公尺之多孔隙岩層中，經過幾百萬年的溫度、壓力及地層的變化與細菌的分 解，漸漸伴隨石油而形成，主要成份為甲烷，一般以管線供應用戶。不僅使用上較 方便，且著火溫度較高，比重又較空氣輕，會向上方逸散，不容易集聚成災，因此 安全性較高。
如要獲得天然氣除了用油氣井吸取天然氣的傳統方法外，還可從煤礦層、泥盆 紀頁岩、地壓鹽水和像水泥般緊密的沙層中取得。但因用這些非傳統的方法來獲取 出天然氣，在技術上比較困難，成本也高得多，因此在這方面的發展較為緩慢。以 往和石油一起開採到的天然氣，都被當作廢料燃燒掉，因為在那些有油田的地方，
天然氣並沒有什麼用途。現在，由於世界上的燃料有漸減少的趨勢，天然氣已成為 一個重要的能源，從天然氣井取氣→脫水脫硫處理→用戶端之供應情形，如圖2-1 所示。
在常溫常壓下，天然氣係以氣態存在，不像液化石油氣經高壓即可液化，故天 然氣皆以管線輸送，天然氣經過零下 162℃超低溫予以液化，形成液化天然氣，液 態體積約為氣態體積的 1/625，然而天然氣在液化後，為維持其低溫狀態，須用特 殊冷凍船運送到買方接收站，並經由卸料臂送到低溫儲槽儲存，再藉由海水氣化之 裝置，將液態天然氣復原為常溫氣態，然後經由長途輸送管線，將天然氣輸送到發 電廠、工廠及家庭用戶使用【方義杉，1996】，運送過程如圖2 - 2 所示。是一種極為 方便，高效率的燃料，更被公認是地球上最乾淨的能源之一。
圖 2-2 運送過程 【資料來源：欣彰天然氣公司網站】
圖 2-1 油田地區的地質構造【資料來源：欣彰天然氣公司網站】
2.1.2 天然氣的比重與熱值
天然氣的比重與液體的比重不同，天然氣比重為天然氣密 度與乾燥空氣密度之比值，如果知道天然氣的組成，也可以用 天然氣的平均分子量除以空氣的平均分子量而得。天然氣比重 較空氣輕，它的比重約在0.55至0.79之間（空氣為1)，漏氣時，
易往上飄散。若空氣中之天然氣含量達五至十五%之間，遇到火 源即會引起燃燒或爆炸【大台北區瓦斯股份有限公司網站】。
天然氣的熱值有總熱值與淨熱值之別，前者係指天然氣燃燒後其所產生之蒸氣 再凝結為液態水時所放出之總熱量；後者則為所生成之水蒸氣仍為氣態時所放出之 總熱量。天然氣之總熱值約在8,000～10,700千卡／立方公尺之間
。
臺灣地區瓦斯 公司所供應之天然氣熱值約為每立方公尺8,900千卡至9,900千卡之間【陳大麟，2002】。
天然氣與液化石油氣一樣，是一種碳氫化合物，它的主要成分有甲烷CH4(約含 48～90%）、乙烷C2H6(約含6～18%）、丙烷和丁烷，燃燒時會產生大量的熱能、水 和二氧化碳。是一種熱效應高且使用安全、方便、乾淨之能源，完全燃燒時，均是 產生無毒之二氧化碳，不完全燃燒時，則會產生有毒之一氧化碳。其皆具無色、無 味、無毒、易燃、易爆之特性，也是一種絕佳的低污染氣體燃料，基於安全考量，
天然氣公司供應之天然氣需遵照政府之法令規定，添加臭味劑，以防止天然氣意外 洩漏而造成危險【大台北區瓦斯股份有限公司網站】。
2.1.3 氣體特性的比較
一、液化石油氣特性(LPG - Liquified Petroleum Gas)：
液化石油氣俗稱液化瓦斯或桶裝瓦斯，是石油煉製的產品之一，係丙烷與 丁烷之混合物，由於在常壓下為氣態，一般液化石油氣是由5 0 % 的丙烷與5 0 % 的丁烷所組成。液化石油氣無色、無味、無毒、易燃、易爆，供應家庭使用之 液化石油氣皆添加臭味劑，一有漏氣即可察覺。
液化石油氣經加壓灌裝入鋼瓶內是液體，但流出容器就會變成氣體，氣化 後之體積較液體體積擴增270倍；熱值每公斤約10720千卡。液化石油氣氣化後 之重量約為空氣的一點五倍，因此漏氣時，易滯留在低處或角落。當空氣中混 入百分之一點八至九點五的液化石油氣，遇到火源便會產生燃燒或爆炸【大台 北區瓦斯股份有限公司網站】。目前國內液化石油氣主要來自於煉油廠之副產 品，由天然氣中分離者較少。近年來，由於鋼瓶裝液化石油氣安全性較低，且 需人工運送供應用戶較不方便，因此除偏還地區及管線不能到達的地區外，已 有漸漸被天然氣所取代的趨勢。其特性如下【TGAS瓦斯器材產業資訊網】：
(一)無色無臭：法令規定加入附臭劑。
(二)氣體比重：丙烷是空氣的1.5倍，丁烷是空氣的2倍，因此LPG洩漏時會 往地板下沉。
(三)體積比:LPG氣化後之氣體體積約為液體體積的250倍1L(液態) LPG→250L(氣態)LPG。
(四)沸點：丙烷是-42.7℃，丁烷是-0.5℃。
(五)飽和蒸氣壓：丙烷是8kg/cm2丁烷是2kg/cm2(絕對壓力)。
(六)丙烷是7kg/cm2；丁烷是1kg/cm2(錶壓力)。
二、液化天然氣特性(LNG - Liquified Natural Gas)：
天然氣為化石燃料中較為潔淨之能源，燃燒時無硫氧化物 (SOX)產生，而 產生之氮氧化物(NOX)為煤炭之20%～40%，二氧化碳 (CO2)為煤炭之60%，是各 國改善空氣污染及減少二氧化碳相當好的能源選項，也是全球成長最快的初級 能源，下列為其特性：
(一)氣態天然氣比空氣輕，比重約0.65(空氣為1)，所以萬一有洩漏時擴散 快，較為安全。
(二)天然氣燃燒濃度(與空氣之混合比)為4.5~15%，燃燒性良好。
(三)天然氣完全燃燒後，不會產生有害氣體，是目前全世界公認最乾淨的商
用燃料。
(四)液化天然氣溫度在一大氣壓下為零下162℃。
(五)液化後體積也縮減為氣態的1/600。
三、LNG與LPG之氣體特性比較
綜合一、二項之氣體特性，彙整成特性比較表，如表2-1，能更清楚的了解 LNG與LPG之特性。
表 2-1 LNG 與 LPG 之氣體特性比較表 LNG
(液化天然氣 )
LPG (液化石油氣) 製 程 天然氣經低溫冷凍製成 原油製產品之一
主要成分 甲 烷 丙烷(C3)及丁烷(C4)
溫 度 -160℃ 丙烷(C3):-42℃；丁烷 (C4)：-4℃
比 重 135kg/m3 579kg/m3
著火點溫度 595℃ 470℃
安全性 較 高 較 低
一般計量／價單位 熱 值 公噸數
輸、儲設備 要求條件、投資金額較高 要求條件、投資金額較低 使用便利性 以管線供應用戶，較便利 以桶裝供應用戶，較不便利
【資料來源：方義杉，1996】
四、熱值及售價之比較
液化石油氣16公斤熱值 = 10,720仟卡 X 16公斤 = 171,520仟卡，而此熱 值171,520仟卡 ÷ 8,900仟卡 = 19.3度的天然氣熱值，液化石油氣16公斤每桶 售價約630元，如表2-2所示，天然氣每度售價14.99元，1 4 . 9 9 元 X 1 9 . 3 度 = 289.30元，故若不計天然氣瓦斯表押、租金等費用，使用天然氣較石油氣節省 約44%。
表 2-2 天然氣與液化石油氣之熱值及售價比較表 (售價為參考值)
熱值 售價 備註
天然氣(每度=M3) 8,900 仟卡 14.99 元 售價依中油排價適時調整 液化石油氣(每 KG) 10,720 仟卡 33.37 元 家用 16 公斤每桶約 630 元
【資料來源：大台北區瓦斯股份有限公司網站】
一般天然氣用戶以所使用之氣量來付費，因氣體的體積會隨溫度與壓力而 變化，因此買賣雙方之計量有一定的約定，須在特定的溫度與壓力下，通常採 溫度為華氏60度、壓力為761.53毫米汞柱（mmHg）之條件為計量標準。由於天 然氣的主要用途為燃燒發熱，故其價值與熱值的多寡有關，在交易上亦常有以 熱值為計價單位，如工廠、發電廠等大用戶除了以體積計價外亦有採用熱值計 價者【大台北區瓦斯股份有限公司網站】。
隨著國民生活水準的提高，環保意識抬頭，天然氣用量迅速增加，各國政 府也透過立法程序來傳達這種趨勢，新設發電廠亦紛採天然氣發電，預期此種 乾淨能源的用量將與日俱增。臺灣地區使用液化石油氣的家庭約三百四十萬戶 以上，使用天然氣的家庭約有一百六十萬戶之多，可謂家家有瓦斯。燃燒後僅 產生水蒸汽(H2O)與二氧化碳(CO2)，不產生有害氣體，是目前舉世公認最乾淨的 商用材料，不過，因受技術及使用習慣的影響，天然氣尚難成為國內重要的能 源【大台北區瓦斯股份有限公司網站】。
2.1.4 天然氣管線輸送系統
液化天然氣藉由海水氣化裝置恢復為氣體後，須經由長途輸氣管線輸送至發電 廠、工廠、家庭用戶使用，其埋設配置情形，如圖2-3所示，其輸送之主幹管線將依 使用壓力之大小可區分為高壓、中壓Ａ、中壓Ｂ及低壓輸送管線，以目前國內管線 材質而言，高壓及中壓Ａ大都採用鋼管，中壓Ｂ及低壓多採用PE管埋設供氣。
台灣目前天然氣長途輸送管線路徑是沿著現有道路埋設，早期國內主要是為考 慮路權取得容易，經濟性及安全性較高，不易被破壞及施工維護方便。為配合供氣 與安全的需求，沿線另外也設置配氣站、隔離站及開關站等。配氣站是依據地區用 氣需求狀況而設立的，主要目的是在把天然氣減壓後供用戶使用。此外，為避免因 意外事故造成災害及便於搶修，在人口密集地區、主要河川和活動斷層的地區都設 置隔離站及開關站。配氣站和隔離站另設有排放塔，作為緊急時安全排放天然氣之 用，配氣站設置情形如圖2-4。
2.1.5 國內天然氣供應來源及使用現況 一、供應來源：
國內天然氣之供應來源可分為進口 LNG及自產氣（苗栗、嘉南地區）兩部分，
2007年國內天然氣總供應量為853.57萬噸，其中LNG進口量為828.63萬噸，約占總
2007年國內天然氣總供應量為853.57萬噸，其中LNG進口量為828.63萬噸，約占總