我国运行的长输天然气管线总里程达到7.6万千米，干线管道总输气能力将达到3500亿立方米/年。我国天然气管网多采用梯级供应的方式，主干线-省网-市高压管线（4兆帕）-一级城燃-二级城燃-工业园专营权者。天然气的输送从高压到低压，最后到用户，一般采取节流阀减压，造成大量的能源浪费。
天然气膨胀发电及冷能回收系统，包括螺杆膨胀发电机组、热泵补热系统、冷能综合回收系统等组成。上游管线的高压天然气，经旁通管路进入螺杆膨胀发电机组，单级或双级等熵膨胀后进入下级城市管网，膨胀过程中螺杆膨胀机驱动发电机发出稳定电能，膨胀过程中产生的冷能经载冷剂循环系统输送到制冰、空调、冷冻、冷藏等用冷单元。热泵补热系统同时将天然气加热到规范要求。来自上游的高压天然气经旁通管路进入天然气膨胀发电机组，经过一级或两级膨胀后压力降至所需要的压力，回到主路进入下级市政管网，膨胀过程中带动发电机发电。膨胀后的低温天然气被载冷剂加热，出口温度升至5℃以上，防止出现冰堵现象，保证天然气管网安全。载冷剂循环系统将热泵制冷系统产生的热能传递给天然气，同时将天然气膨胀过程中产生的冷能传递给热泵制冷系统，制冷系统回收冷能制冷。