日前,在西安召開的中國國際石油化工大會上,中國石化長城能源化工有限公司副總經理何祚云表示,到2020年中國煤制氣產量或可達到1000億立方米/年,考慮到屆時中國天然氣需求可能達到3000億立方米以上,煤制氣將有可能占到中國天然氣消費總量的1/3,與進口天然氣(包括管道氣和LNG)、自產氣(包括非常規天然氣)形成三足鼎立之勢。
煤制氣是煤制天然氣的簡稱,是指通過煤氣化生產合成氣,合成氣經過一氧化碳轉換和凈化后,通過甲烷化反應生產合成天然氣的工藝過程。在2010年以前,煤炭市場還處在“黃金時代”,直接生產煤炭的利潤要大于煤化工的利潤,煤制氣項目也往往成為各地圈占煤炭資源的手段,而國家也因各地申請煤化工項目過多,收緊了包括煤制氣在內的煤化工項目的審批,在整個“十一五”期間,僅有四個煤制氣項目獲批。
但在如今,煤炭市場已經發生了極大的變化,煤炭價格的大幅走低已經使得煤制氣項目有了足夠的盈利空間,與此同時中國對潔凈的空氣和天然氣的需求卻變得超乎以往。今年以來已有20多個煤制氣項目獲得了發改委的批復,總規模達到1000億~1200億立方米/年。而國家能源局近期在京召開會議,強調要增加天然氣供應,重點建設一批煤制氣項目,北京市也將在今年底獲得來自內蒙古的40億立方米的煤制天然氣。
隨著煤炭天然氣市場的變化以及空氣治理的要求,在經過一段時間的壓抑后,煤制氣產業重新回到了快速擴張的階段,在未來其影響已經不限于煤化工領域,整個中國的天然氣市場都將被煤制氣的崛起所撼動。
成本顯然是煤制氣發展的重要因素。中國東部地區,秦皇島,以5500大卡動力煤為例,秦皇島價格750元/噸,到達東南沿海后價格漲到780元/噸,但在新疆,價格只有135元/噸。根據中石化牽頭的新疆準東煤制天然氣示范項目的數據,在設備平穩運行、副產品優化處理的條件下,新疆煤制氣成本1.3~1.5元/立方米。而中亞管道天然氣到霍爾果斯口岸2.4元/立方米,和東部沿海LNG進口平均4元/立方米的成本,新疆煤制氣的成本相比于進口天然氣有著顯著的優勢。
國內天然氣的生產步伐滯后于消費步伐,近年來消費量已以國內生產量兩倍的速度增長。頗受矚目的中國頁巖氣開發盡管已經有所收獲,但2013年中國頁巖氣的產量預計為2億立方米,很難完成2015年65億立方米的目標。在2012年,我國天然氣進口依賴達到了27%,而進口依賴還將不斷擴大。所以發展煤制氣將對我國緩解天然氣進口依賴有著很大幫助。
而煤制氣的發展不僅影響著中國天然氣市場,也依賴于天然氣市場的發展。
在天然氣管道準入方面,國家發改委、能源局在近期牽頭制定的《天然氣基礎設施建設與運營管理辦法》正式對外征求意見?!豆芾磙k法》明確天然氣基礎設施運營企業應該提供非歧視性服務,不得利用對基礎設施的控制排擠其他天然氣經營企業,在服務能力具備的情況下,不得拒絕為符合條件的用戶提供服務或者提出不合理要求。
而在價格試點方面,發改委已經在廣東和廣西實施定價試點改革一年多,基本上將天然氣價格與上海的進口石油產品掛鉤。這些努力意味著將一個復雜的價格網絡統一為一個單一的基于“凈回值”模型的井口價格,而改革的最終目標將是形成一個基于市場供需的天然氣價格。
以上兩點是天然氣市場化改革的兩個重要方面,天然氣改革的步伐越來越快,這對煤制氣,乃至非常規天然氣的發展都有著很好的促進。
當然,煤制氣的發展并非一片坦途,排放和水耗依然是制約煤制氣發展的主要因素。這也是反對發展煤制氣的最主要的聲音。
不過從整個煤化工領域來看,煤制氣是耗水最少、能量轉換效率最高、環境污染最小的。在各類煤化工中,無論從單位重量還是單位熱值的耗水,都大大低于甲醇、二甲醚,單位熱值的水耗僅為煤制油的43%。當然,即便如此,一個20億立方米的煤制氣項目水耗依然在900萬~1000萬噸,從水資源和煤炭資源的分布重合角度來說,新疆的伊犁河谷和準東是發展煤制氣的優勢地區。
而從能量轉化角度來說,由于煤制氣的轉化路徑(C-CH4)最短,所以煤制氣的能量轉換效率最高。根據有關專家測算,煤制天然氣的一氧化碳轉化率接近百分之百,氫轉化率99%、CO2轉化率98%、能量總有效轉化率60%~65%,比生產甲醇高17%,比制成油高15%~25%,比發電高27%。
在碳排放上,煤制氣由于來自煤炭,其并無多大優勢,但煤炭氣化過程中不產生氮氧化物,二氧化硫在氣化過程中也會被處理,所以在整個煤化工的大領域內,煤制氣是相對最環保的。
對于煤制氣產業發展的研究并不應該僅僅局限在煤炭、煤化工領域,應該將煤制氣放在更大的油氣市場下考慮。在中國的天然氣時代,煤制氣也將占有一席之地。