در این مقاله پاک بودن سوخت گاز در مقایسه با سوختهای فسیلی دیگر و جایگاه این سوخت در تولید برق را مورد بررسی  قرار داده ایم . گاز طبیعی پاک‌ترین منبع انرژی سوخت فسیلی است که 30 درصد کمتر از نفت در هر کیلووات ساعت انتشار دی‌اکسید کربن و نزدیک به 50 درصد کمتر از زغال سنگ دارد.

 گاز طبیعی و زغال سنگ به ترتیب با 35% و 27%  بزرگترین منبع انرژی در سال 2018 در ایالات متحده برای تولید برق بودند . در نتیجه ، گاز طبیعی  قاعدتاً  یک عامل قوی در کاهش کربن است و نقش  قوی تری در تولید الکتریسیته ایفا می کند .(28 درصد گاز خانه سبز (که 82 درصد آن در ایالات متحده CO2 است) توسط تولید برق ، 29 درصد حمل و نقل ، 22 درصد صنعت، 12 درصد و 9 درصد به ترتیب ناشی از تجاری ، مسکونی و کشاورزی تولید می شوند.)  نه تنها انتشار CO2  توسط احتراق گاز طبیعی بسیار کمتر از زغال سنگ است، بلکه راندمان نیروگاه نیز بسیار کارآمدتر است: به طور معمول، راندمان 30 تا 45 درصد برای نیروگاه های زغال سنگی ، 37 تا 45 درصد برای نیروگاههای سیکل ساده توربین گاز، 45 درصد برای نیروگاه های موتور رفت و برگشتی و 55 تا 63 درصد برای نیروگاههای سیکل ترکیبی.

در انتشار گازهای گلخانه ای ، زغال سنگ  به طور متوسط ​​​​14٪ جرم خاکستر و 0.9٪ گوگرد تولید می کند ، که در گاز طبیعی وجود ندارد.

در حال حاضر ، انتقال سوخت در تولید برق از زغال سنگ به گاز ، کاهش قابل توجه CO2 را فراهم نموده است : در حالی که سهم زغال‌سنگ و گاز در تولید برق بین سال‌های 2007 تا 2018 به میزان 10 درصد کاهش یافته است وهمچنین به دلیل تغییر تعادل زغال سنگ/گاز از 69/31 در سال 2007 به 44/56 در سال 2018، سهم این منابع سوخت 22 درصد کاهش یافته اند. هزینه پایین گاز طبیعی ، انعطاف پذیری بیشتر نیروگاه های گاز و نگرانی های زیست محیطی بیشتر سبب تقویت این موضع شده است .

 تغییر از زغال سنگ به گاز باعث صرفه جویی سالانه 93.5 میلیارد تن CO2 در سال 2018  در مقایسه با سال 2007 (با تولید نرمالیزه شده سال 2007 نسبت  به سال 2018) و  کاهش تقریباً 15 درصدی انتشار CO2 در سال 2018 برای تولید برق (یعنی ترکیب زغال سنگ، گاز و نفت) شده بود .

در حالی که بخش تجدیدپذیر تولید برق بین سال‌های 2007 و 2018 دو برابر شده است (16.9 درصد در سال 2018 کل) انرژی باد وانرژی خورشیدی امروز (8 درصد از کل برق)، 10 برابر بیشتر از سال 2007، به سهم عمده ای تبدیل شده است و ثبات شبکه را به چالش می کشد. در حالی که، همانطور که بحث شد، گاز طبیعی به عنوان تمیزترین سوخت فسیلی، پشتیبان طبیعی برای جلوگیری از اثرات بی ثباتی شبکه برق می باشد . فن آوری تبدیل آن به برق نیز برای کنترل انتشار گازهای گلخانه ای حیاتی است.

هنگام مقایسه فن‌آوری‌های واحدهای گاز معمولی موجود برای تبدیل انرژی گاز طبیعی به برق در حالی که انتشار گازهای گلخانه ای را به حداقل می‌رساند ، راندمان یک پارامتر واضح است زیرا  CO2 مستقیماً با سوزاندن سوخت ارتباط دارد، اما راندمان تنها پارامتر نمی باشد. محصولات احتراق برای رایج ترین فناوری ها در نیروگاه های گاز بسیار متفاوت است.

علاوه بر این، موتورهای رفت و برگشتی، روغن  را روی دیواره سیلندر می سوزانند (حدود 0.5 گرم در کیلووات ساعت) که منجر به انتشار گازهای گلخانه ای تقریباً 9 میلی گرم در هر متر مکعب نرمال  SOx   در دود می شود که معمولاً با فرآیندهای کاهش انتشار درمان نمی شوند. در توربین های گاز روغن روان کننده در معرض احتراق یا مسیر گاز داغ قرار نمی گیرد و در نتیجه به گاز اگزوز ختم نمی شود. مصرف روغن در توربین های گازی نسبت به موتورهای رفت و برگشتی کمتر است.

فراتر از NOX و CO، قابل توجه ترین تفاوت ، هیدروکربن های نسوخته است که شامل مواردی می شود که به آن"لغزش متان"  گفته می شود. به دلیل چرخه احتراق انفجاری، واحدهای RICE دارای هیدروکربن های نسوخته ای خواهند بود که از طریق اگزوز می گریزند. این مقدار بین 3 گرم تا 6 گرم در کیلووات ساعت در 100 درصد بار و از 13 گرم تا 40 گرم در کیلووات ساعت در بار 25 درصد است. یک GT معمولا UHC را بیش از دو مرتبه کمتر از یک واحد RICE با بار کامل منتشر می کند.

متان که در طول زمان با رها شدن در جو به آرامی تجزیه می‌شود، 84 برابر قوی‌تر از گاز خانه سبز (GHG) در مقایسه با CO2 در یک افق 20 ساله و  38 تا 36 برابر در یک افق 100 ساله است  و در نتیجه "لغزش متان" ، مزیت زیست محیطی RICE دارای راندمان بالاتر و سوخت فسیلی کمتر را نفی می کند.

به دلیل جریان اگزوز خروجی و دمای بالاتر، نیروگاه های توربین گاز بیشتر از سیکل های ترکیبی نسبت به موتورهای رفت و برگشتی بهره می برند. ردپای محیطی هر دو فناوری به طور چشمگیری تحت تأثیر قرار می گیرد.

پاکیزگی سوخت گاز طبیعی را می توان با مخلوط کردن H2 سبز و افزودن انرژی غیر کربنی به سیستم افزایش داد.

با این حال، در طول فرآیند احتراق، باید مراقب بود که CO2 را با NOX حرارتی تولید شده توسط هیدروژن احتراقی دمای بالا مبادله نشود که پتانسیل گرمایش جهانی (یا معادل CO2) در یک افق زمانی 20 ساله بین 30 تا 33 و  در یک افق زمانی 100 ساله 7 تا 10 تخمین زده می شود. انتشار NOx در هنگام سوزاندن مخلوط H2 باید حدود 20vppm باقی بماند. یعنی 0.2 گرم در کیلووات ساعت برای یک توربین گازی بزرگ به طوری که GWP به خوبی تحت سوخت گاز طبیعی باقی بماند. (یعنی معادل 7 گرم CO2   در هر کیلووات ساعت  با 100% H2، در افق 20 ساله، در مقابل 400 گرم  در هر کیلووات ساعت با استفاده از گاز طبیعی با راندمان 43%)

گاز طبیعی با فراوانی، هزینه کم، سهولت عمومی حمل و نقل و پاکیزگی، گامی کارآمد به سوی تولید برق است.کربن زدایی با توجه به انعطاف پذیری، کارایی و قابلیت ارسال به نیروگاه های توربین گازی با سوخت گاز طبیعی، همچنین مکملی کارآمد و ضروری برای انرژی های تجدیدپذیر برای تضمین پایداری شبکه و رفع کاهش تولید می باشد . علاوه بر این، توربین های گاز توانایی سوزاندن مخلوط گاز طبیعی غنی شده با هیدروژن تا 100٪ هیدروژن را دارند. یک مسیر پیشرونده به سمت کربن زدایی کامل تولید برق بدون از دست دادن دارایی های سرگردان است.