Ни один вид топлива не может сравниться с природным газом по его революционизирующему воздействию на теплоэнергетику и экономику народного хозяйства. Физическое состояние природного газа обеспечивает ему самые высокие темпы внедрения в различные отрасли народного хозяйства.
Промышленное использование природного газа в качестве различных видов технологического топлива стимулируется возможностями более точного регулирования генерируемого теплового потока по сравнению с другими видами топлива. В силу этого природный газ находит все более широкое применение в тех отраслях промышленности, для которых строго регламентирована подача тепла, имеет важное практическое значение: в пищевой, стекольной, керамической и цементной промышленности, при производстве кирпича, фарфора и других хрупких материалов. Потребление природного газа приобретает все более широкие масштабы и в современной нефтехимии, использующей углеводородный газ в качестве сырья для получения аммиака, азотных удобрений и т.п. Широкое использование газообразного топлива в жилищно-коммунальном хозяйстве и сфере услуг обусловлено такими потребительскими свойствами, как высокая калорийность, удобство применения и чистота сгорания. Все большее распространение получает использование газа в качестве топлива на автомобильном и железнодорожном транспорте.
Как сырье для химической промышленности природный газ обеспечивает лучшие по сравнению с другими видами сырья технико-экономические показатели при изготовлении минеральных удобрений, синтетического каучука, спирта, пластмасс, ацетилена, сажи и другой продукции.
Природный газ интенсифицирует тепловые процессы, сокращает строительные объемы установок, освобождает потребителей от необходимости транспортирования и хранения топлива, вывозки золы и шлаков, повышает к. п. д. нагревательных установок, обеспечивает автоматическое регулирование температурного режима, создает условия для чистоты воздушного бассейна городов и населенных пунктов, так как не содержит загрязняющих атмосферу элементов, и, наконец, природный газ является самым дешевым видом топлива. Однако в других источниках опровергается высокая экологичность использования газообразного топлива, т. к. при горении природного газа в атмосферу выделяется большое количество оксида азота.
В черной металлургии при использовании природного газа повышается производительность доменных печей на 4—5% (в отдельных случаях до 10%), сокращается расход кокса на 10—20% и снижается себестоимость чугуна на 2—12%, производительность мартеновских печей повышается на 5—10%, сокращается расход топлива (до 10%) и продолжительность плавки стали. При использовании природного газа в нагревательных печах, помимо интенсификации процесса, сокращается в два раза и более угар металла, который при обычном нагреве (мазутные печи) составляет от 1,5 до 3,0%. Аналогичны экономические последствия применения природного газа в промышленности строительных материалов. Так, при внедрении природного газа в цементную промышленность увеличивается производительность вращающихся печей на 10%, улучшается качество продукции, сокращается расход огнеупоров и топлива на 4,5—6%. В эпоху нарастающего дефицита энергоносителей рациональное использование попутного нефтяного газа является неотъемлемой частью эффективного энергопользования и одним из важнейших показателей уровня промышленного развития страны.
В химической промышленности содержащиеся в ПНГ метан и этан используются для производства пластических масс и каучука, а более тяжелые элементы служат сырьем при производстве ароматических углеводородов, высокооктановых топливных присадок и сжиженных углеводородных газов, в частности, сжиженного пропан-бутана.Стандартом для нефтяных компаний в развитых странах является утилизация 90-95% добываемого попутного нефтяного газа, в то время как в России, даже по официальным данным, сжигается не менее 30% этого углеводородного сырья.
В настоящее время у недропользователей вновь возник интерес к проблеме коммерческой переработки попутного газа. Причиной этому в первую очередь является требование государства к нефтяным компаниям утилизировать нефтяной газ в соответствии с условиями лицензий на эксплуатацию нефтяных месторождений. Невыполнение этих условий может служить основанием для лишения недропользователя лицензии на добычу нефти.Газы нефтепереработки используют в качестве технологического топлива, источника водорода для процессов гидрогенизации; этановую и пропановую фракции - в качестве хладагента, бытового сжиженного газа; сырья для пиролиза; бутановую и изобутановую - для получения высокооктановых бензинов, производства СК; пентановую и изопентановую - также для получения бензинов, в производстве изопренового каучука; пропан-пропиленовую - для получения полимеров; бутан-бутиленовую - для синтеза бутиловых спиртов, моющих средств, СК, кумола, метил-шреш-бутилового эфира, в процессах алкилирования с целью получения высокооктановых бензинов.
Первоначально побочный продукт коксования, коксовый газ широко использовался в девятнадцатом и начале двадцатого века для освещения, приготовления пищи и обогрева. Развитие производства газа шло параллельно, с промышленной революцией и урбанизацией, а производимые побочные продукты, каменноугольные смолы и аммиак, были и являются важным сырьем для химической промышленности.
Ненасыщенные углеводороды, содержащиеся в коксовом газе, широко применяют в химической промышленности для получения полиэтилена, полипропилена, различных каучуков, уксусной кислоты, акрилонитрила, винилхлорида и др. Их используют также как алкилирующие агенты, в синтезе лекарственных препаратов и ПАВ. Этилен применяется для ускорения созревания плодов, ацетилен – для сварки черных металлов.
Также их применяют для получения жидких топлив и смазочных масел, бензола и толуола, лаков, красителей, клеев, пластмасс, антисептических средств, шпалопропиточного масла, искусственного горного воска, углещелочных реагентов, дубителей, дорожных битумов, электродного кокса и др.
Пиролиз впервые применен в кон. XIX в. для получения из керосиновой фракции нефти осветительного газа. С 50-х гг. XX в. Пиролиз стал основным промышленным процессом, обеспечивающий крупнотоннажное производство этилена, пропилена, а также др. мономеров и полупродуктов для химической промышленности (бутенов, бутадиена, циклопентадиена, бензола, толуола, ксилолов и др.). В 1980 на процессы пиролиза направляли 6% мировой добычи нефти и газа, а к 2000 эта доля составила ≈ 20%.
Пиролиз высококипящих нефтяных фракций приводит к образованию большого количества смолы пиролиза, содержащей ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин и др.), а также олефины C5 и выше, в т. ч. и циклические (напр., циклопентадиен).
Процесс пиролиза углеводородов (800-900°С) (газовых углеводородов, прямогонного бензина, атмосферного газойля) является основным источником получения этилена и одним из главных источников получения пропилена, дивинила, бензола и ряда других продуктов.
Залежи сланца, из которого можно добывать сланцевый газ, весьма велики и находятся в ряде стран: Австралия, Индия, Китай, Канада, США. Также крупные залежи сланцевого газа обнаружены в ряде государств Европы, в частности, в Австрии, Англии, Венгрии, Германии, Польше, Швеции, Украине.
По состоянию на октябрь 2010 года добыча сланцевого газа в Российской Федерации не велась. Мало того, ряд высокопоставленных чиновников и представителей «Газпрома» высказывал мнения касательно того, что сланцевый газ — не более чем пиар-кампания, призванная подорвать интересы России. В частности, 8 апреля 2010 года министр энергетики России Сергей Шматко заявил, что вокруг роста производства сланцевого газа в мире образовался «ненужный ажиотаж». По его мнению, развитие рынка производства сланцевого газа в США не может повлиять на энергобаланс в мире. Тем не менее, уже 19 апреля 2010 года министр природных ресурсов и экологии России Юрий Трутнев заявил, что рост добычи сланцевого газа является проблемой для «Газпрома» и России. Этот газ может использоваться как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, вяжущих строительных материалов, сырье для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и др.
Органическая масса горючих сланцев имеет наибольшую аналогию с нефтью, однако низкое содержание органики, а также трудности использования огромных количеств минерального остатка тормозят развитие переработки сланцев.