现在有没有代替煤气和天然气的物质？
(1)氢气——21世纪能源新宠
2002年英国《金融时报》载文说，由于易燃易爆而结束了飞艇称王称霸地位的氢气，可能东山再起，成为21世纪的重要燃料。
氢气作为燃料，有以下特点：一是除核燃料外氢气的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142 351 kJ／kg，是汽油发热值的3倍；二是它燃烧时，几乎不产生有害气体和微粒；三是蕴藏丰富。据估计，目前全球的石油储量，仅能维持30～40年，煤的储量仅能维持200～300年，核燃料铀等的储量也是有限的，而氢元素存在于水中，可以说是取之不尽，用之不竭。
生产氢气最简单、最直接的方法是电解法。将电流通于水，可把水分解成氢气和氧气。利用石油、煤等发电制氢，同样污染环境，且成本高。 从20世纪80年代开始，太阳能电池的转换效率大幅提高，成本降低。这样，如果计入石化燃料治理污染费用和污染引起疾病的治疗费用、运输渠道等开支，氢的成本也只接近于石化燃料生产电力的成本。美国国家能源和环境研究中心已计划在加州的沙漠地带布设大面积太阳能电池，用其电力电解地下含水层的水来生产氢气，然后用泵把氢抽入管道，分配使用。
另外，生物技术制氢也是一种才良有前途的方法。例如，藻类中的红藻、蓝藻、绿藻和褐藻，均能利用阳光将水分解成氢和氧，目前德国正在建造一座藻类制氢农场，预计到2020年，可形成藻类制氢产业。科学家发现有许多原始低等生物，在其新陈代谢过程中可放出氧气。
日本一位细菌学家培养出一种红极毛杆菌，这种细菌每消耗5毫升淀粉培养液，可产生25毫升氧气，是功效很高的一种制氢菌种。美国宇航部门将做这样的试验：将一种光合细菌——红螺杆菌带到太空去，用它所放出的氢气作为能源，供航天器仪器使用。这种红螺杆菌生长繁殖速度很快，并极容易在农副产品的废渣、废水和乳类产品加工后的垃圾中培养。这也是一种很有前途的制氢细菌。此外，直接利用太阳光分解水制造氢气的方法也在试验之中。
随着液态氢技术的发展和储氢合金的研制成功，氢的储存、运输将更加安全，氢将成为汽车、飞机、空间飞行器的理想燃料。
(2)可燃冰有望成为21世纪新能源
20世纪70年代以来，人们陆续在世界各地的海洋深处发现了一种以前从未给予充分重视的新能源——可燃冰。猛听这一名词，你一定会感到奇怪！冰，怎么会可燃呢？其实，可燃冰是指水和天然气相结合后形成的一种晶体物质，学术上称为“天然气水化合物”。据测定，1立方米固体可燃冰，约含200立方米天然气。所以可燃冰具有很强的燃烧能力，是一种十分重要的能源资源。可燃冰的发现是出于一次偶然的机会。在20世纪30年代，人们为了输送天然气，开始铺设巨型天然气管道。由于管道经常发生堵塞，结果将管道剖开，才发现是被冰一样的物质所封堵，对这种物质进行研究后，才知道是天然气与水的结合物，有很强的燃烧能力，是一种很有开采价值的新能源。
1、什么叫“可燃冰”
“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子，学名为“天然气水合物”（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate），又称“笼形包合物”（Clathrate），分子结构式为：CH4·H2O。天然气水合物是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质，外观像冰。由于天然气水合物中通常含有大量甲烷或其它碳氢气体，因此极易燃烧，被称为“可燃烧的冰”，燃烧产生的能量比同等条件下煤、石油、天然气产生的多得多，而且在燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物，污染比煤、石油、天然气等要小得多。组成天然气的成分如CH4，C2H6，C3H8，C4H10等同系物以及CO2，N2，H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
天然气水合物的形成有三个基本条件，缺一不可。据专家介绍，首先温度不能太高；第二压力要足够大，但不需太大；0℃时，30个大气压以上就可生成；第三，地底要有气源。天然气水合物受其特殊的性质和形成时所需条件的限制，只分布于特定的地理位置和地质构造单元内。一般来说，除在高纬度地区出现的与永久冻土带相关的天然气水合物之外，在海底发现的天然气水合物通常存在水深300～500m以下（由温度决定），主要附存于陆坡、岛屿和盆地的表层沉积物或沉积岩中，也可以散布于洋底以颗粒状出现。这些地点的压力和温度条件使天然气水合物的结构保持稳定。从大地构造角度来讲，天然气水合物主要分布在聚合大陆边缘大陆坡、被动大陆边缘大陆坡、海山、内陆海及边缘海深水盆地和海底扩张盆地等构造单元内。据估计，陆地上20.7%和大洋底90%的地区，具有形成天然气水合物的有利条件。绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，其资源量是陆地上的100倍以上。在标准状况下，一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而是一种重要的潜在未来资源。
2、天然气水合物的储量
天然气水合物在世界范围内广泛存在，这一点已得到广大研究者的公认。在地球上大约有27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区，而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。由于采用的标准不同，不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。据潜在气体联合会（PGC，1981）估计，永久冻土区天然气水合物资源量为1.4×1013～3.4×1016m3，包括海洋天然气水合物在内的资源总量为7.6×1018m3。但是，大多数人认为储存在汽水合物中的碳至少有1×1013t，约是当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的2倍。由于天然气水合物的非渗透性，常常可以作为其下层游离天然气的封盖层。因而，加上汽水合物下层的游离气体量这种估计还可能会大些。如果能证明这些预计属实的话，天然气水合物将成为一种未来丰富的重要能源。
从化学结构来看，天然气水合物是这样构成的：由水分子搭成像笼子一样的多面体格架，以甲烷为主的气体分子被包含在笼子格架中。不同的温压条件，具有不同的多面体格架。
从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
有专家预测，可燃冰至少能为人类提供1000年的能源，它将来有望替代煤、石油和天然气，成为“21世纪的新能源”。
可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物，外形与冰相似。由于含有大量甲烷等可燃气体，因此极易燃烧，而且燃烧后污染较少。科学家把可燃冰称作“属于未来的能源”。世界上可燃冰的总资源量巨大。据估算，其有机碳含量大约相当于全世界已知煤炭、石油和天然气总量的2倍。这些可燃冰资源可满足人类未来1000年的需求。世界上已发现的可燃冰分布区多达116处，其矿层之厚、规模之大，是常规天然气田无法相比的。
天然可燃冰呈固态，不会像石油开采那样自喷流出。为了获取这种清洁能源，世界许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。科学家们认为，一旦开采技术获得突破性进展，那么可燃冰立刻会成为21世纪的主要能源。
相反，如果开采不当，后果是灾难性的。在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用，比二氧化碳要大1020倍；而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏，都足以导致甲烷气体的大量泄漏，从而引起强烈的温室效应。另外，陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难，一旦发生井喷事故，就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。所以，可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”，需要慎重对待。
好处：原料上的多样性 生物燃料可以利用作物秸秆、林业加工剩余物、畜禽粪便、食品加工业的有机废水废渣、城市垃圾，还可利用低质土地种植各种各样的能源植物。
坏处：可用于能源生物质种植的土地面积是有限的，能源生物质种植可能同现有的农用土地构成竞争。联合国在《可持续能源：决策者框架》报告指出，生物燃料的生产会通过占用土地和其他所需资源，进而影响粮食足量供给，而且那些生产生物燃料的农作物往往需要最好的土地、大量水资源和化学肥料。
使用情况
目前使用生物燃料的时机如今已经成熟，生物燃料在巴西应用较为广泛，起初是使用甘蔗来生产乙醇，将乙醇做为燃料，以供使用，在其他国家则是其他来源，比如玉米高粱等粮食。
尽管用粮食作燃料不是新鲜事，鲁道夫·狄塞耳一个世纪之前就以花生油为燃料驱动汽车。但是这种想法突然之间变得非常实用。石油价格越来越高，而粮食价格却非常低，以至于政治家们和众多管理者正在重新考虑这个问题。能够完全燃烧的、可再生的生物燃料在欧洲已经得到广泛使用。
以上内容参考 百度百科-生物燃料
醇基燃料因其热值低，用量大，能加入DME以提高热值， 降低用量，成为优良的醇醚燃料，无疑是今后清洁能源的发展方向。
二甲醚替代液化石油气作为新的能源品种，已得到国家标准的确认，2008年1月1日起施行。
对所谓的甲醇柴油，甲醇燃料油笔者认为它效果欠佳，技术尚欠成熟。一度火红的微乳化柴油，将水，植物油酸等作添加剂与石油柴油掺合成透明清亮的微乳化柴油，用于燃烧，太浪费了，用于动力柴油尚在争议，其结果可想而知，应该记住，水分子是助燃，减少烟有明显效果，但水是没有热值，水的加入加重燃烧过程中的热耗。
代替汽油的新能源燃料：
1、天然气。
早在19世纪60年代，法国人就用过以煤气做燃料的发动机。天然气的辛烷值高，对空气的污染程度小，而且在冬季发动机启动好。1980年，世界上已有40万辆汽车改用天然气作动力燃料。但使用天然气，必须对汽车进行改装，天然气加气站的设备比普通的加油站的设备要大和贵。
2、氢气。
液态氢是一种有效燃料。现在已经出现了用氢作燃料的试验汽车。液态氢的缺点是密度太小，沸点太低。
3、酒精。
有许多科学家认为，酒精中的甲醇和乙醇是汽油最现实的竞争者。困难在于提炼酒精的原料不十分丰富。日本研究用海藻做原料，挪威研究用针叶树的木材提炼酒精，墨西哥已成功地从仙人掌中提炼出酒精，新西兰采用桔子皮提炼汽车燃料并初见成效。
4、水。
在汽油中掺水效果良好。实验证明，一般加水10%最理想。但是，使用加水燃料会大大缩短发动机的寿命。
5、萘。
20世纪20年代，有人做过用15%的萘和85%的苯混合作燃料的试验，使用中发动机运转良好，降低了燃料费用。萘的辛烷值可与质量最好的苯相比。只要加入一定量的萘，其效果就很显著。但萘的价格比汽油贵得多。
扩展资料：
新能源的特点：
1、资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；比如，陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用，预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW，而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。
2、能量密度低，开发利用需要较大空间；
3、不含碳或含碳量很少，对环境影响小；
4、分布广，有利于小规模分散利用；
5、间断式供应，波动性大，对持续供能不利；
6、除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。
沼气是一些有机物质（如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物）在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物，其中含甲烷60～70％，此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。
要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的条件，使它能生存、繁殖。沼气池必须符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持20～40℃，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸杆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80％左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池的pH值一般控制在7～8.5。
沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷占60％一70％，二氧化碳占30％一40％，还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。由于含有可燃气体甲烷，故沼气可做燃料。沼气是细菌在厌氧条件下分解有机物的一种产物。城市有机垃圾、污水处理厂的污泥、农村的人畜粪便、作物秸杆等，皆可做产生沼气的原料。细菌分解有机物的过程，大体分为两个阶段：第一阶段，将复杂的高分子有机物质转化为低分子的有机物，例如乙酸、丙酸、丁酸等；第二阶段，将第一阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳。
在上述过程中，起发酵分解作用的是多种细菌共同作用的结果。为了使沼气发酵持续进行，必须提供和保持沼气发酵中各种微生物所需的生活条件。产生甲烷的细菌是厌氧的，少量的氧也会严重影响其生长繁殖。这就需要一个能隔绝氧的密闭消化池。温度在厌氧消化过程中是一个重要因素，甲烷菌能在0一80℃的温度范围内生存，有分别适应低温(20℃)、中温(30℃)、高温(50℃)的各类细菌，最适宜的繁殖温度分别为15℃、35℃、53℃左右。甲烷菌生长繁殖最适宜的pH值约为7．0一7．5，超出此范围，厌氧消化的效率就会降低。在厌氧消化过程中担负废弃物发酵作用的细菌，还需要氮、磷和其他营养物质。投入沼气池的原料比例，大体上要按照碳氮比等于20：1一25：1。此外，还应控制影响沼气发酵的有害物质浓度。
沼气能的诱人前景
在千姿百态的生物世界中，存在一种我们肉眼看不见、摸不着的微生物，能为人类提供能源。提起微生物，往往会使人们想起它会使食物腐烂变质，也会使人感染上各种疾病。因此，对它们又害怕、又憎恶。但是，在微生物的家族中，因为种类不同，它们的作用也不尽相同，有的会给人类带来灾难，有的会给人类带来幸福。微生物中，能为人类提供能量的甲烷细菌和酵母菌，它们可以生产出沼气和酒精，为人类作出贡献。
说到沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分是甲烷，约占所产生的各种气体的60%一80%。甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即对燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为 34000焦耳，每立方米沼气的发热量约为20800－23600焦耳。即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。
关于沼气发生的基本原理，目前尚在探索之中。沼气的形成过程大致可分为两个阶段，首先将各种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，例如丁酸、丙酸、乙酸；然后把上述各类产物继续转化为甲烷和二氧化碳等。
目前，世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明。用沼气代替汽油、柴油，发动机器的效果也很好。将它作为农村的能源，具有许多优点。例如，修建一个平均每人l－1．5平方米的发酵池，就可以基本解决一年四季的燃柴和照明问题；人、畜的粪便以及各种作物秸杆、杂草等，通过发酵后，既产生了沼气，还可作为肥料，而且由于腐熟程度高使肥效更高，粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀死，可以改善农村卫生条件，减少疾病的传染。现在，沼气的应用正在各国广大农村推广，沼气能源的开发利用的普及等方面，已经取得了较好的成绩。
世界上一些发达国家，也正在进行利用微生物厌氧消化农场废物、生产甲烷的较大规模试验。英国建立了甲烷的自动化工厂。在厌氧消化器中有三个基本过程：
第一阶段的水解把不溶解的有机化合物和聚合物，通过酶法转化为可溶解的有机物。
第二阶段再将上一步转化成的产物如碳水化合物、蛋白质、脂肪类、醇等发酵为有机酸。
第三阶段由有机酸发酵产生甲烷。
据估计，在英国，利用人和动物的各种有机废物，通过微生物厌氧消化所产生的甲烷，可以替代整个英国25％的煤气消耗量。苏格兰已设计出一种小型甲烷发动机，可供村庄、农场或家庭使用。
美国一牧场兴建了一座工厂，主体是一个宽30米、长213米的密封池组成的中烷发酵结构，它的任务是把牧场厩肥和其他有机废物，由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。这座工厂每天可处理1650吨厩肥，每日可为牧场提供11.3万立方米的甲烷，足够1万户家庭使用。目前美国已拥有24处利用微生物发酵的能量转化工程。从世界范围看，利用各种微生物协同作用生产甲烷的研究和应用，正处于方兴未艾的阶段。
近年来，我国沼气事业获得了迅速的发展，沼气池总数已达到1000多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村，有些地方除用沼气煮饭、点灯外，还办起了小型沼气发电站，利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等，闯出了用“土”办法解决农村电力问题的新路子。
专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就更为显著了。
首先，沼气能源在我国农村分布广泛，潜力很大，凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料，所以沼气是一种取之不尽，用之不竭的再生能源。其次，可以就地取材，节省开支。沼气电站建在农村，发酵原料一般不必外求。兴办一个小型沼气动力站和发电站，设备和技术都比较简单，管理和维修也很方便，大多数农村都能办到。据调查对比，小型沼气电站每千瓦投资只要400元左右，仅为小型水力电站的1/2－1/3，比风力、潮汐和太阳能发电低得多。小型沼气电站的建设周期短，只要几个月时问就能投产使用，基本上不受自然条件变化的影响。采用沼气与柴油混合燃烧，还可以节省17％的柴油。
我国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。参考资料：http://blog.sina.com.cn/jinqi1986
