천연으로 산출되는 가스중 화산가스 · 온천가스 등 무기(無機)가스(불연성 가스)를 제외하고, 메탄 · 에탄을 주성분으로 하는 가연성 가스. 천연가스는 그 산출상황에 따라 유전(油田)가스 · 가스전(田)가스(구조성 가스 · 수용성 가스)로 분류된다.

유전가스는 석유광상에서 유층(油層) 상부에 가스층으로, 또는 유층 속에 용해되어 존재해 있고 석유와 함께 채취된다.

구조성 가스의 성인(成因)은 석유와 마찬가지인데, 석유가 공존해 있지 않은 광상에서 채취된다.

세계 천연가스자원의 대부분은 구조성 가스 · 유전가스가 차지한다.

수용성 가스는 지하수에 용해되어 존재하는데 그 성인은 석유와는 다르다.

일반적으로 양은 적으나 이탈리아 · 일본 등지에서 채취된다.

채취시 지하수를 길어올려 지반침하의 원인이 되므로 개발이 제한되고 있다.

천연가스의 매장량은 1986년 현재 98.6조m³로 추정된다.

총생산량은 84년에 약 2조m³였다.

가채연수(可彩年數)는 39년으로 석유보다 크다.

〔초성〕 천연가스 중 탄화수소의 대부분은 메탄이며, 그 밖에 에탄 · 프로판 등이 함유되어 있다.

지상으로 나와 응축 액화하는 성분(프로판 이상의 중질 탄화수소)을 함유하는 것을 습성천연가스, 이것을 경제적으로 회수할 수 있을만큼 함유하지 않은 것을 건성천연가스라고 한다.

습성천연가스에서 응집분리된 액체는 천연가스액(약칭 NGL) 또는 콘덴세이트라 하고, 그 중의 프로판 · 부탄은 액화석유가스(LPG)로서, 부탄 · 펜탄 · 헥산을 주성분으로 하는 탄화수소혼합물은 천연가솔린으로서 각각 이용된다.

황화수소 등 황화합물의 불순물은 악취를 가지며 기재(器材)의 부식원인이 되므로 제거해야 한다.

그 제거법으로는 고체흡착법 · 액체흡수법 및 냉각법이 있다.

〔용도〕 천연가스의 용도는 연료와 화학공업 원료로 대별된다.

최근에는 천연가스의 연료 이용이 급속히 확대되었다.

정제된 천연가스는 발열량이 높고(메탄의 고발열량은 1m³당 9,536kcal), 황 성분을 거의 함유하지 않은 무독이며, 폭발범위가 좁고 가스비중(공기기준으로 0.56~0.95)이 작아 확산되기 쉬우므로 위험성이 적어, 도시가스용으로 가장 적합하다.

공업용 연료로는 석탄 · 중유와 비교한 경제성이 중요한데, 황 성분을 함유하지 않아 연소실에 발생하는 질소산화물이 비교적 적기 때문에, 대기오염 방지대책상 유리하다.

천연가스의 결점은 수송비가 비교적 많이 들고 같은 열량의 석유에 비해 파이프라인이 약 4배 커야 하며, 또 액화천연가스(LNG) 유조선은 원유 유조선의 약 2배의 크기인데다 액화 · 저장 · 기화(氣化)설비의 건설비가 많이 든다는 점이다.

천연가스는 화학공업에서 중요한 원료인데, 수증기변성법(變成法)에 의한 합성가스(일산화탄소 1부피와 수소 2부피의 혼합물)의 제조가 가장 널리 이용된다.

이 합성가스는 메탄올 · 암모니아 합성에 대량으로 사용된다.

이 밖에 메탄올 원료로 하는 제품에는 시안화수소 · 아세틸렌 · 카본블랙 · 클로로포름 등이 있다.

미국에서는 천연가스에서 분리되는 에탄 · 프로판을 열분해해 기초 석유화학의 원료인 에틸렌 · 프로필렌을 제조한다.

부탄은 탈수소해 부타디엔으로 하는데, 이것은 합성고무의 주요원료이다.

천연가스를 일단 메탄올로 전환한 후, 제올라이트(ZSM-5) 촉매를 사용해 가솔린으로 전환하는 방법이 뉴질랜드에서 실용화되었다.

소비지가 먼 곳에서 생산되는 천연가스를 이용하려면 수자원(水資源)이 용이하게 입수되어야 한다.

물이 없으면 합성가스나 메탄올을 제조할 수 없기 때문이다.

〔합성천연가스〕 세계적으로 천연가스는 크게 기대되는 에너지원인데, 석탄 · 오일젤 · 역청(瀝靑) · 바이오매스 등을 원료로 해 합성천연가스를 제조할 수 있다.

합성천연가스(약칭 SNG)는 나프타 또는 원유를 원료로 하는 장치가 이미 건설되어 있는데, 자원이 풍부한 석탄을 원료로 하는 방법도 연구 개발중이다.

고체인 석탄을 일단 가스화하고, 다시 수증기변성 · 메탄화에 의해 조(粗)가스를 메탄과 이산화탄소로 변환해서 마지막으로 이산화탄소를 제거한다.