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        發(fā)展煤制氣 不宜作為國家戰(zhàn)略

        2015-10-19 08:19:24李俊峰楊秀
        化工管理 2015年16期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展

        文/李俊峰 楊秀

        發(fā)展煤制氣 不宜作為國家戰(zhàn)略

        文/李俊峰 楊秀

        近年來,從中央到地方均將優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的目光轉(zhuǎn)向了煤制天然氣項(xiàng)目,將煤制天然氣作為煤炭清潔利用和終端能源消費(fèi)的替代措施,以緩解天然氣供應(yīng)不足的矛盾。國家對煤制天然氣發(fā)展的政策雖然仍表現(xiàn)出對環(huán)境問題的擔(dān)憂,但已逐步轉(zhuǎn)向謹(jǐn)慎支持煤制天然氣發(fā)展。

        從2011年起,國內(nèi)煤炭產(chǎn)能過剩導(dǎo)致的國內(nèi)外煤炭價(jià)格持續(xù)下跌和天然氣價(jià)格迅速上漲,為中西部產(chǎn)煤地區(qū)發(fā)展煤制天然氣提供了較大利潤空間,成為煤化工行業(yè)新的投資熱點(diǎn)。

        根據(jù)國家有關(guān)文件,到2015年我國煤制氣供應(yīng)能力將達(dá)到90億方,到2017年達(dá)到320億方。據(jù)統(tǒng)計(jì),到目前為止,獲得有關(guān)部門核準(zhǔn)的煤制天然氣項(xiàng)目有4個(gè)、獲得開展前期工作“路條”的煤制天然氣項(xiàng)目有17個(gè),這些項(xiàng)目合計(jì)產(chǎn)能為1215億方/年(一期產(chǎn)能650億方/年),其中85%的產(chǎn)能分布在嚴(yán)重缺水的新疆、內(nèi)蒙古地區(qū)。

        我們選擇了主要幾種煤制天然氣替代常規(guī)能源技術(shù),選取包括原料開采、燃料生產(chǎn)(發(fā)電)、終端消費(fèi)的全生命周期作為不同研究階段,對使用煤制天然氣替代和使用原常規(guī)能源進(jìn)行分別研究,對在相同產(chǎn)出下的一次能耗、耗水量、污染物排放、二氧化碳排放和經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行比較分析,得出主要結(jié)論如下:

        一次能耗的比較。以煤制天然氣替代一些傳統(tǒng)能源的技術(shù),無論是發(fā)電、供熱鍋爐、炊事還是機(jī)動車,煤制天然氣的全生命周期一次能耗都比被替代技術(shù)高。其中,煤制天然氣替代燃煤發(fā)電會增加能耗50%;替代車用燃料(包括汽油和柴油)增加能耗80%;替代燃煤大型鍋爐供熱和天然氣發(fā)電為最劣替代選項(xiàng),都將增加110%的能耗。

        但值得注意的是,煤制天然氣的全生命周期能耗中有50%以上是在生產(chǎn)過程中消耗的,與被替代能源技術(shù)相比,其全生命周期能耗中的終端利用能耗要低得多。

        水資源消耗的比較。煤制天然氣生產(chǎn)過程中水資源消耗量較大,約需要7噸水/千立方米。因此,從水資源消耗的角度看,發(fā)展煤制天然氣是不合理的。而且與幾種被替代技術(shù)相比,從全生命周期的水資源消耗來看,煤制天然氣只有在替代燃煤發(fā)電和替代電磁爐炊事時(shí)的水資源消耗基本持平,而如果替代散燒煤爐炊事、燃煤鍋爐供熱和天然氣發(fā)電的話,水資源消耗將會變?yōu)樵鹊?~6倍。

        我們通過對煤制天然氣發(fā)電和燃煤發(fā)電的水耗進(jìn)行比較可以看出,雖然天然氣發(fā)電過程中的水耗僅為燃煤發(fā)電的56%,但煤制天然氣生產(chǎn)過程中的高水耗使得煤制天然氣發(fā)電的全生命周期水耗與燃煤發(fā)電相比并沒有明顯優(yōu)勢。若直接采用天然氣發(fā)電,水耗將僅為煤制天然氣發(fā)電的58%、為煤電的35%。就節(jié)水而言,天然氣發(fā)電優(yōu)于煤制天然氣發(fā)電,煤制天然氣發(fā)電優(yōu)于煤電。

        污染物排放的比較。除替代燃煤超超臨界發(fā)電外,其他技術(shù),包括煤制天然氣替代供熱鍋爐、電磁爐、機(jī)動車的傳統(tǒng)燃料等,在全生命周期過程中確實(shí)可以在一定程度上減少二氧化硫和氮氧化物的全生命周期排放。而且,由于煤制天然氣的排放主要出現(xiàn)在燃料生產(chǎn)過程,對于終端利用側(cè)來說,使用煤制天然氣替代燃煤和燃油,可以大大緩解當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴疚锱欧艈栴}。但對于煤制天然氣的生產(chǎn)側(cè)來說,卻排放了全生命周期中的絕大部分。

        從降低包括二氧化硫和氮氧化物在內(nèi)的傳統(tǒng)污染物角度看,除了替代燃煤發(fā)電之外,煤制天然氣的環(huán)境效益是可以接受的,其中以替代車用燃料為最優(yōu),分別可降低70%的二氧化硫和氮氧化物排放。

        煤制天然氣70%二氧化碳排放來自燃料生產(chǎn)過程。從全生命周期來看,煤制天然氣的二氧化碳排放高于全部被替代能源和技術(shù)。因此,從控制溫室氣體排放角度看,發(fā)展煤制天然氣是極為不合理的,其全生命周期的二氧化碳排放量比其他替代技術(shù)分別高出10%至270%,尤其替代常規(guī)天然氣發(fā)電、車用燃料以及集中供熱最不合理,二氧化碳排放將分別增加270%、170%和60%。

        經(jīng)濟(jì)合理性分析。僅從相對價(jià)格水平來分析煤制天然氣技術(shù)替代的經(jīng)濟(jì)性,假設(shè)天然氣價(jià)格為3元/方、煤炭500元/噸、居民用電0.56元/度、柴汽油價(jià)格為8元/升,對此條件下用戶端經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行粗略比較,得出結(jié)論如下:使用煤制天然氣發(fā)電,其上網(wǎng)電價(jià)水平與常規(guī)天然氣發(fā)電持平,是燃煤發(fā)電平均價(jià)格的2.5倍;用煤制天然氣供熱,其成本分別是中型和大型燃煤鍋爐的4倍和5倍;用煤制天然氣替代家庭炊事,價(jià)格與常規(guī)天然氣和電炊持平、是蜂窩煤的2倍;用煤制天然氣替代車用燃料,其價(jià)格是普通汽油和柴油的一半。

        因此,從經(jīng)濟(jì)性分析來看,煤制天然氣僅與車用燃料比較時(shí)才有競爭力。但是,當(dāng)前中國的天然氣價(jià)格分別是歐洲的2倍、北美的4倍,如果常規(guī)天然氣價(jià)降至歐盟水平,或者油價(jià)大幅下跌,再考慮可能的碳稅等因素,煤制天然氣相對于車用燃料的比較優(yōu)勢也將不復(fù)存在。

        綜上,筆者認(rèn)為,煤制天然氣具有一定示范性,但不宜作為國家戰(zhàn)略。可以說,煤制天然氣對終端消費(fèi)地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和溫室氣體減排,其實(shí)是以全局一次能源消費(fèi)增加為代價(jià)的,而且從全局來看,其與能源體系的低碳化發(fā)展方向是相悖的。

        煤制天然氣必須量水而行??紤]到我國發(fā)展煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的項(xiàng)目大部分集中在內(nèi)蒙古、新疆等西部水資源貧乏地區(qū),發(fā)展煤制天然氣實(shí)際上會對當(dāng)?shù)乇緛砭秃艽嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境帶來較大的負(fù)面影響,同時(shí)擠占了這些地區(qū)發(fā)展其他產(chǎn)業(yè)和人民生活水平提高的水資源空間。因此,嚴(yán)重缺水的地區(qū)必須在水約束的剛性前提下謀劃煤制氣及煤化工的發(fā)展。

        從控制我國溫室氣體排放峰值和控制能源消費(fèi)總量的角度考慮,我國也不應(yīng)大規(guī)模發(fā)展煤制天然氣。綜合評估各項(xiàng)能源技術(shù)的一次能耗、環(huán)境效益和溫室氣體排放,煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從某種程度上來說,是以整體一次能源消費(fèi)和溫室氣體排放來換取部分地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并不適宜作為清潔化、低碳化措施在全國大規(guī)模推廣。

        從能源安全和能源國際化的角度考慮,也不宜大規(guī)模發(fā)展煤制天然氣。目前除中國外,世界上還沒有任何一個(gè)國家大規(guī)模發(fā)展煤制天然氣。其實(shí),目前國際石油和天然氣市場供應(yīng)相對寬松,除考慮可暫時(shí)解決個(gè)別地區(qū)天然氣短缺,發(fā)展少量煤制天然氣以解燃眉之急外,長遠(yuǎn)看我國應(yīng)考慮與國際能源體系接軌,充分利用兩種資源、兩個(gè)市場,重點(diǎn)提升天然氣產(chǎn)量。

        相關(guān)部門應(yīng)統(tǒng)籌考慮我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、控制環(huán)境污染和應(yīng)對氣候變化三方面的壓力和要求,制定我國清潔和低碳能源的發(fā)展目標(biāo),并將煤制天然氣等相關(guān)問題作為“十三五”的重大課題,予以重視。應(yīng)全面考慮能源發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和應(yīng)對氣候變化大局,從全生命周期的角度,綜合評估各項(xiàng)能源技術(shù)的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),一方面利用價(jià)格杠桿,將環(huán)境、資源等外部成本內(nèi)部化,對能源的發(fā)展進(jìn)行合理引導(dǎo);另一方面,大力推動國內(nèi)的清潔能源和可再生能源供應(yīng),并積極加強(qiáng)國際能源合作,通過能源國際化道路,推動我國能源的清潔化和低碳化發(fā)展進(jìn)程。

        總之,在當(dāng)前的技術(shù)水平下,我國應(yīng)謹(jǐn)慎發(fā)展煤制天然氣,或限制和有條件地發(fā)展煤制天然氣,切不可不計(jì)后果、一擁而上地盲目發(fā)展,否則這種產(chǎn)業(yè)體系一旦形成,將長期固化下去,并對我國能源供應(yīng)體系建設(shè)、應(yīng)對氣候變化和環(huán)境保護(hù)帶來不可估量的負(fù)面影響。

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