唐嘉平 李光華

(上海寶鋼氣體有限公司，上海201203)

合成氣(Syngas)是以氫氣(H2)和一氧化碳(CO)為有效組分，供化工品生產(chǎn)合成用的工業(yè)氣體，是重要的基礎(chǔ)化工原料。合成氣業(yè)務(wù)是由氣體公司主導(dǎo)，在傳統(tǒng)工業(yè)氣體(氧氣、氮?dú)?、氬氣?業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興工業(yè)氣體業(yè)務(wù)，目前已成為多數(shù)氣體公司新的戰(zhàn)略發(fā)展方向。

1 合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)

1.1 大型合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目

合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)為：由獨(dú)立氣體公司主導(dǎo)投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)；與用戶簽訂長(zhǎng)期供氣協(xié)議，通過(guò)供應(yīng)合成氣產(chǎn)品收回項(xiàng)目投資；堅(jiān)持用戶與產(chǎn)品多元化發(fā)展，持續(xù)開(kāi)發(fā)周邊氣體市場(chǎng)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，截至2017年末我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)的大型合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目有10個(gè)，總制氣規(guī)模超過(guò)1.5×106m3/h，項(xiàng)目總投資規(guī)模超過(guò)190億元(見(jiàn)表1)。以液化空氣集團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)液化空氣)、空氣產(chǎn)品、盈德氣體、上海寶鋼氣體有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)寶鋼氣體)等為代表的專(zhuān)業(yè)氣體公司成功投運(yùn)了以“第三方供氣”模式為特點(diǎn)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目，為用戶長(zhǎng)期供應(yīng)合成氣產(chǎn)品。

表1 已經(jīng)和即將投運(yùn)的大型合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目

續(xù)表1

1.2 市場(chǎng)容量預(yù)測(cè)方法

合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)容量(Market Capacity)是指用戶愿意將合成氣總需求量中外包(Outsourcing)給氣體公司進(jìn)行商業(yè)化投資和運(yùn)營(yíng)、并從氣體公司長(zhǎng)期采購(gòu)的合成氣量。市場(chǎng)容量代表了合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)未來(lái)的市場(chǎng)規(guī)模與前景，對(duì)氣體公司制定合成氣業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略意義重大。

合成氣屬于基礎(chǔ)化工中間品，上游原料來(lái)源多樣，下游產(chǎn)品鏈復(fù)雜，很難依據(jù)上下游產(chǎn)品關(guān)系進(jìn)行市場(chǎng)細(xì)分。相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)氣體空分項(xiàng)目，合成氣項(xiàng)目規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜、運(yùn)行難度高。用戶的外包意愿不確定，氣體公司的投資決策也比較謹(jǐn)慎。這些因素給合成氣市場(chǎng)容量的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)增加了難度。

根據(jù)氣體公司的長(zhǎng)期業(yè)務(wù)實(shí)踐，首先將合成氣市場(chǎng)進(jìn)行合理的細(xì)分；其次分別預(yù)測(cè)各細(xì)分市場(chǎng)的合成氣制氣規(guī)模，預(yù)測(cè)依據(jù)為國(guó)家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與相關(guān)研究中合成氣原料的宏觀消費(fèi)量；然后根據(jù)各細(xì)分市場(chǎng)的外包趨勢(shì)確定商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率；最后將制氣規(guī)模與商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率相乘，匯總得到合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)規(guī)模。

考慮到我國(guó)未來(lái)節(jié)能減排與環(huán)境生態(tài)保護(hù)趨勢(shì)的影響，為合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)設(shè)置了預(yù)測(cè)范圍：上限(基準(zhǔn)情景)以我國(guó)“十三五”系列規(guī)劃中的發(fā)展目標(biāo)為依據(jù)；下限(煤控情景)以2016年自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)中國(guó)煤控項(xiàng)目《煤化工產(chǎn)業(yè)煤巖消費(fèi)量控制及其政策研究》的結(jié)論為依據(jù)，反映生態(tài)資源、水資源和碳排放三大約束條件下的能耗水平。

2 合成氣細(xì)分市場(chǎng)的制氣規(guī)模

依據(jù)合成氣原料來(lái)源的不同，并結(jié)合氣體公司的業(yè)務(wù)劃分方法，將合成氣市場(chǎng)分為煤化工、煉廠制氫、尾氣綜合利用、天然氣化工和其他5個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，對(duì)各細(xì)分市場(chǎng)的合成氣制氣規(guī)模進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)。因?yàn)轭A(yù)測(cè)以產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)和約束條件為依據(jù)，所以制氣規(guī)模即為合成氣需求總量。

2.1 煤化工

煤化工行業(yè)主要以氣化煤為原料，以煤的氣化(Gasification)作為主要的碳轉(zhuǎn)化方式，通過(guò)氣化裝置大規(guī)模生產(chǎn)合成氣，再用于生產(chǎn)合成下游化工品。煤化工包括煤制合成氨/氮肥、甲醇、合成油、烯烴、芳烴和乙二醇等主要產(chǎn)品路線，是合成氣制氣規(guī)模最大的市場(chǎng)。

以國(guó)家能源局和石化產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的“十三五”系列專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃或指南為依據(jù)，預(yù)測(cè)了煤化工行業(yè)內(nèi)以合成氣為原料的各主要煤化工產(chǎn)品在“十三五”末(2020年)的產(chǎn)能，并根據(jù)各產(chǎn)品的單位煤耗與合成氣裝置的平均比煤耗，預(yù)測(cè)了基準(zhǔn)情景下我國(guó)煤化工行業(yè)內(nèi)合成氣的總制氣規(guī)模(見(jiàn)表2)。

表2 2020年煤化工行業(yè)合成氣制氣規(guī)模(基準(zhǔn)情景)

基準(zhǔn)情景下，2020年末我國(guó)氣化煤消費(fèi)量估算為307.8 Mt標(biāo)煤。按照“十三五”規(guī)劃，到2020年末我國(guó)煤炭消費(fèi)總量發(fā)展目標(biāo)為4 100 Mt(折合約為2 900 Mt標(biāo)煤)。因此，到2020年氣化煤消費(fèi)占比將達(dá)到10.6%。而根據(jù)NRDC的研究結(jié)論，在我國(guó)煤炭消費(fèi)達(dá)到峰值的2013年，我國(guó)煤化工行業(yè)(不含冶金和焦煤)煤耗占比僅為6.42%?？梢?jiàn)，在我國(guó)“十三五”期間鞏固深化供給側(cè)改革和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，煤化工將向現(xiàn)代煤化工方向穩(wěn)定發(fā)展，氣化煤消費(fèi)占比與合成氣制氣規(guī)模都將明顯提升。

在煤控情景下，2020年我國(guó)煤化工行業(yè)內(nèi)的氣化煤消費(fèi)量為257.5 Mt標(biāo)煤。與基準(zhǔn)情景相比，煤化工行業(yè)在煤控情景下的生產(chǎn)負(fù)荷水平達(dá)到84%，較目前煤化工行業(yè)的實(shí)際產(chǎn)能利用率有明顯提升。這也預(yù)示了我國(guó)供氣側(cè)改革和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的必然結(jié)果。

因此，2020年我國(guó)煤化工行業(yè)中氣化煤消費(fèi)量將為257.5～307.7 Mt標(biāo)煤，按照600 g/m3(H2+CO)的干基比煤耗、15%的收到基含水率和0.786的折標(biāo)因子計(jì)算，將形成5.8×107～6.9×107m3/h的合成氣制氣規(guī)模。按氣化爐單臺(tái)投煤量1 500 t/d折算，需要裝備規(guī)?；臍饣癄t為650～780臺(tái)(不含備爐)。

2.2 煉廠制氫

未來(lái)我國(guó)煉廠原油重質(zhì)/劣質(zhì)化趨勢(shì)提高，國(guó)家對(duì)油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高(含硫量降低)、市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品需求增大。這些因素導(dǎo)致了加氫裝置數(shù)量增加，成為煉廠氫氣需求激增的主要推動(dòng)力。

煉廠消耗的氫氣主要通過(guò)非制氫裝置和制氫裝置兩個(gè)途徑獲得。非制氫裝置通過(guò)回收煉廠內(nèi)部的副產(chǎn)氫、廢氫獲得氫源；而制氫裝置則以干氣、輕油、石油焦、天然氣、煤等原料直接制取純氫以獲得補(bǔ)充氫源?？紤]到非制氫裝置屬煉化一體化內(nèi)部裝置，且須由一體化項(xiàng)目統(tǒng)一管理調(diào)配，故僅有制氫裝置可能獨(dú)立外包并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。獨(dú)立制氫裝置將是煉廠制氫領(lǐng)域內(nèi)合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的發(fā)展重點(diǎn)。

千萬(wàn)噸級(jí)加工能力的煉廠平均氫氣耗量占原油加工量的0.7%～1%[1]?？紤]到未來(lái)原油品質(zhì)變差、加氫要求較高以及下游化工耗氫等因素，大型現(xiàn)代化煉化一體化項(xiàng)目的氫氣耗量會(huì)更高，將占到原油加工量的0.8%～2.7%[2]。例如，中海油惠州煉化有限公司一體化項(xiàng)目?jī)善谠图庸つ芰?2 Mt/a，氫氣耗量約400 kt/a，占原油加工量的1.8%。其中，制氫裝置供應(yīng)的補(bǔ)充氫源為220 kt/a，占比達(dá)到55%，占原油加工量的1%。

煉廠制氫裝置目前以天然氣/輕油為原料的SMR裝置和以煤為原料的煤制氫(POX)裝置為主。POX裝置的原料范圍廣泛，除了煤炭外，還可以使用石油焦和重油，其經(jīng)濟(jì)性與靈活可靠性已得到廣泛認(rèn)可。根據(jù)亞化咨詢(xún)的研究，我國(guó)目前擬建和在建的15個(gè)煉化一體化項(xiàng)目中已確定采用煤制氫的項(xiàng)目有11個(gè)。

到2020年，我國(guó)石油消費(fèi)水平的發(fā)展目標(biāo)為590 Mt/a，煤控情景下要控制到583 Mt/a水平。按照煉廠制氫裝置規(guī)模為原油加工量的1%計(jì)算，我國(guó)煉廠補(bǔ)充氫源的需求量為5.83～5.90 Mt/a，折合制氫規(guī)模為7.70×106～7.79×106m3/h(見(jiàn)表3)。

表3 2020年煉廠制氫市場(chǎng)的制氣規(guī)模

2.3 尾氣綜合利用

以富含合成氣有效組分(H2+CO)的焦?fàn)t氣、鋼廠煤氣、乙炔尾氣等工業(yè)尾氣為原料，通過(guò)膜分離、變壓吸附、冷凍分離等方法對(duì)有效組分進(jìn)行分離凈化，可以獲得合成氣并生產(chǎn)下游化工品。

2.3.1 焦?fàn)t氣

焦炭用煤在我國(guó)煤炭消費(fèi)總量中占比很高，即使對(duì)我國(guó)現(xiàn)行焦化行業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的產(chǎn)能削減與技術(shù)升級(jí)，2020年我國(guó)焦炭消費(fèi)量仍將保持在400 Mt左右。根據(jù)NRDC的研究，2020年我國(guó)煤控情景和基準(zhǔn)情景下的焦炭耗煤量分別為234，336 Mt標(biāo)煤，將產(chǎn)生8×1010～11×1010m3的焦?fàn)t氣。

焦炭產(chǎn)能中約有73.3%的產(chǎn)能為獨(dú)立焦化企業(yè)所有[3]，其余產(chǎn)能在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)。考慮到鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)的焦?fàn)t氣大部分已在廠內(nèi)平衡，則可供綜合利用并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的是獨(dú)立焦化企業(yè)內(nèi)部的富余焦?fàn)t氣。獨(dú)立焦化企業(yè)內(nèi)焦?fàn)t氣的50%作為燃料被用于焦?fàn)t加熱，另外50%則用于發(fā)展焦?fàn)t氣的綜合利用。每年可供綜合利用的焦?fàn)t氣量為3×1010～4×1010m3。

焦?fàn)t煤氣中含有大量的合成氣有效組分，其中H2體積分?jǐn)?shù)為55%～60%、CO體積分?jǐn)?shù)為5%～8%。另外甲烷(CH4)的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到23%～27%，也可以轉(zhuǎn)化為合成氣加以綜合利用。通過(guò)對(duì)富余焦?fàn)t氣的綜合利用，可以發(fā)展焦?fàn)t氣制氫、合成氨、(液化)天然氣、甲醇、還原冶鐵等下游產(chǎn)品。

按照綜合有效組分占比125%(考慮CH4全部轉(zhuǎn)換為H2)估算，預(yù)測(cè)焦?fàn)t氣制合成氣的制氣規(guī)模將達(dá)到3.9×106～5.6×106m3/h(表4)。

表4 2020年富余焦?fàn)t氣制合成氣的制氣規(guī)模

2.3.2 鋼廠煤氣

鋼廠副產(chǎn)煤氣包括焦?fàn)t煤氣(COG)、高爐煤氣(BFG)、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)?；厥彰簹庵饕米麂搹S內(nèi)部燃料，約占鋼廠自耗總能量的40%，剩余部分供自備電廠發(fā)電，再余下部分被放散。3種鋼廠尾氣中，COG在鋼廠尾氣中利用率最高、放散率最低，有效組分用作化工合成原料很少，在此不計(jì)算；BFG和LDG的放散率分別為8%，33%[5]，可以綜合利用制取合成氣。2017年我國(guó)生鐵和粗鋼的產(chǎn)量分別為710，830 Mt，產(chǎn)生的可供綜合利用的BFG和LDG合計(jì)超過(guò)1.2×1011m3?？紤]到我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入成熟階段，未來(lái)產(chǎn)能增速不快，故以目前情況預(yù)測(cè)2020年情景。預(yù)測(cè)鋼廠尾氣制合成氣的制氣規(guī)模約為3.85×106m3/h(表5)。

表5 2020年鋼廠尾氣制合成氣的制氣規(guī)模(基準(zhǔn)情景)

續(xù)表5

2.3.3 電石尾氣

2015年全國(guó)電石產(chǎn)量24.82 Mt，全國(guó)每年有約90%的電石尾氣被當(dāng)作低熱值燃?xì)饣蚍趴?。電石尾氣中含有豐富的合成氣有效組分，其中CO體積分?jǐn)?shù)為65%～95%、H2體積分?jǐn)?shù)為8%～15%[6]，可以加以綜合利用，分離提純合成氣。

考慮到我國(guó)電石產(chǎn)業(yè)目前已發(fā)展至成熟階段，未來(lái)產(chǎn)能格局變化不大，故以目前產(chǎn)量預(yù)測(cè)2020年規(guī)模。假設(shè)按照有效組分占比85%、尾氣綜合利用率50%(包含收率因素)考慮，預(yù)測(cè)電石尾氣制合成氣的制氣規(guī)模為6.0×105m3/h(表6)。

表6 2020年電石尾氣制合成氣的制氣規(guī)模(基準(zhǔn)情景)

綜合表3～表5，到2020年，以富余工業(yè)尾氣為原料進(jìn)行綜合利用、通過(guò)凈化分離制取合成氣的制氣規(guī)模預(yù)測(cè)為8.3×106～10.0×106m3/h。

2.4 天然氣化工

天然氣化工行業(yè)以天然氣為原料進(jìn)行化工生產(chǎn)，其中絕大部分采用間接轉(zhuǎn)化途徑，即先用天然氣制合成氣，再利用合成氣生產(chǎn)合成氨、甲醇等下游化工品。

合成氨/氮肥是我國(guó)天然氣化工的主要產(chǎn)品，其次還有甲醇、甲醛、乙炔等。在我國(guó)合成氨生產(chǎn)原料結(jié)構(gòu)中，天然氣所占比例約為30%[7]。由于我國(guó)《天然氣利用政策》鼓勵(lì)天然氣優(yōu)先用于城市燃?xì)忸I(lǐng)域，對(duì)天然氣化工產(chǎn)業(yè)實(shí)施限制性政策，未來(lái)天然氣制合成氨的占比將被壓縮到20%以下，天然氣制合成氨/尿素的氫氮合成氣的制氣規(guī)模在3.50×106m3/h左右。

未來(lái)，天然氣化工項(xiàng)目主要在新疆、川渝等氣源地有所保留，在煉油、化工等領(lǐng)域，天然氣制氫因具備較高的價(jià)格承受力和環(huán)境友好性，將會(huì)保留一定的發(fā)展。例如，2015年投產(chǎn)的重慶巴斯夫MDI一體化項(xiàng)目中就建設(shè)了6.5×104m3/h天然氣SMR制氫及HYCO凈化裝置。

2020年，天然氣消費(fèi)將為3.0×1011～3.6×1011m3/a，其中天然氣化工的消費(fèi)占比將下降到12%。扣除化工企業(yè)內(nèi)部用作燃料和用于直接轉(zhuǎn)化原料的天然氣用量，用于制合成氣的天然氣原料占比約為50%。按照天然氣制氫產(chǎn)率(1 m3天然氣制氫2.4 m3)估算，并扣除煉廠制氫市場(chǎng)已統(tǒng)計(jì)的天然氣SMR制氫量約2.00×106m3/h，預(yù)測(cè)2020年我國(guó)天然氣制合成氣的制氣規(guī)模為3.1×106～4.2×106m3/h(表7)。

表7 2020年天然氣制合成氣的制氣規(guī)模

2.5 其他市場(chǎng)

其他市場(chǎng)中，甲醇裂解制氫、水電解制氫、氨分解制氫等用于中、小規(guī)模制氫，制氫規(guī)模在合成氣市場(chǎng)容量中占比不超過(guò)5%。預(yù)測(cè)到2020年，該部分的合成氣制氣規(guī)模為4.5×106m3/h。

3 商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率

基于合成氣用戶的角度，合成氣項(xiàng)目分為自建自用項(xiàng)目(Captive)和外包項(xiàng)目(Outsourcing)兩類(lèi)。商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率是指合成氣外包項(xiàng)目的供應(yīng)規(guī)模在總制氣規(guī)模中所占的比例。合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目的特征體現(xiàn)在：由專(zhuān)業(yè)氣體公司主導(dǎo)，直接或參與投資，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，基于與用戶簽訂的長(zhǎng)期供氣合同向用戶供應(yīng)合成氣，持續(xù)開(kāi)發(fā)周邊工業(yè)氣體市場(chǎng)。

根據(jù)Strategic Analysis Inc.(SAI)公司對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)氣體市場(chǎng)的調(diào)查結(jié)論，2015年我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)制氣(On-site Supply)領(lǐng)域中外包模式市場(chǎng)占比為31%，2020年預(yù)計(jì)達(dá)到37%；在化工行業(yè)內(nèi)外包模式市場(chǎng)占比將達(dá)到42%。也就是說(shuō)，2020年我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)氣體業(yè)務(wù)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率有望達(dá)到40%。

氣體公司的合成氣業(yè)務(wù)是在傳統(tǒng)工業(yè)氣體業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，沿用了氣體公司的商業(yè)模式，拓展了已有的市場(chǎng)客戶關(guān)系，發(fā)揮了氣體公司的技術(shù)與運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)勢(shì)。但是，合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的起步較晚，發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，項(xiàng)目的投資規(guī)模大，裝置工藝技術(shù)和運(yùn)行條件復(fù)雜，因此合成氣項(xiàng)目的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率近期內(nèi)難以超越已發(fā)展成熟的傳統(tǒng)工業(yè)氣體業(yè)務(wù)。

商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率反映了用戶和市場(chǎng)將合成氣業(yè)務(wù)委托給第三方運(yùn)營(yíng)的意愿與可能性，受到用戶主觀意愿、融資需求、技術(shù)水平、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等多種因素的影響。對(duì)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率的預(yù)測(cè)比較困難，通常采用定性或半定量方式確定。對(duì)2020年合成氣商業(yè)化率的預(yù)測(cè)采用“高(35%)、較高(30%)、中(20%)、低(10%)”分別確定。

(1)煤化工：商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率評(píng)價(jià)為較高(30%)。合成氣需求最大的領(lǐng)域，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的市場(chǎng)潛力可觀。氣體公司在該領(lǐng)域內(nèi)已成功實(shí)現(xiàn)了大型空分裝置的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。例如，液化空氣為天津渤化永利的聯(lián)合化工裝置配套投運(yùn)了2套6×104m3/h空分、空氣產(chǎn)品為陜煤化蒲城煤制甲醇裝置配套投運(yùn)了3套8.4×104m3/h空分、普萊克斯為安徽華誼甲醇/乙酸項(xiàng)目配套投運(yùn)單套8.7×104m3/h空分、盈德氣體為安陽(yáng)中盈化肥配套投運(yùn)的1套6×104m3/h空分等。這些為煤氣化裝置配套的空分項(xiàng)目都實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)，其安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性得到了煤化工用戶的普遍認(rèn)可，奠定了發(fā)展大型合成氣業(yè)務(wù)的良好基礎(chǔ)。在空氣產(chǎn)品山西潞安和榆林兗礦項(xiàng)目、寶鋼氣體在華誼吳涇基地和中鹽昆山等項(xiàng)目中，氣體公司先是通過(guò)成功投運(yùn)空分裝置與煤化工用戶建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，而后以此為契機(jī)將業(yè)務(wù)范圍拓展到煤氣化裝置，實(shí)現(xiàn)了大型合成氣項(xiàng)目的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。另一方面，煤制合成氣項(xiàng)目的投資規(guī)模大、工藝技術(shù)復(fù)雜、能源環(huán)保約束性強(qiáng)、國(guó)家政策監(jiān)管?chē)?yán)格，合成氣供需雙方的投資與合作步伐將會(huì)比較謹(jǐn)慎和漫長(zhǎng)，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率短期內(nèi)難以達(dá)到傳統(tǒng)工業(yè)氣體業(yè)務(wù)水平。

(2)煉廠制氫：商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率評(píng)價(jià)為高(35%)?，F(xiàn)代化煉化項(xiàng)目規(guī)?；?、園區(qū)化、一體化趨勢(shì)明顯。煉化項(xiàng)目氫氣需求量大，獨(dú)立制氫裝置數(shù)量和規(guī)模將迅速增加。一體化項(xiàng)目?jī)?nèi)氫氣資源多而分散，需要統(tǒng)一集中管理，未來(lái)更會(huì)向“氫庫(kù)”方向發(fā)展?？諝猱a(chǎn)品為中國(guó)石油四川石化投資了SMR獨(dú)立供氫裝置、普萊克斯在中海油/殼牌惠州煉化項(xiàng)目先后投資了4套空分裝置。根據(jù)外資氣體公司資料，北美地區(qū)煉廠對(duì)制氫裝置與配套管道的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率已超過(guò)2/3，未來(lái)我國(guó)煉廠制氫裝置的外包趨勢(shì)也將迅速提升。

(3)尾氣綜合利用：商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率評(píng)價(jià)為低(10%)。雖然可供綜合利用的工業(yè)尾氣規(guī)模很大，但氣源分散、單體氣量小、供應(yīng)不穩(wěn)定。尾氣綜合利用項(xiàng)目受制于用戶主體項(xiàng)目，獨(dú)立性不強(qiáng)，用戶更傾向于與主體項(xiàng)目統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理而不是外包。

(4)天然氣化工：商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率評(píng)價(jià)為低(10%)。傳統(tǒng)的天然氣化工項(xiàng)目的外包意愿不明顯，天然氣制合成氨/氮肥、制甲醇項(xiàng)目受到國(guó)家政策限制，項(xiàng)目規(guī)模增長(zhǎng)緩慢。未來(lái)僅在中小規(guī)模天然氣SMR制氫裝置上存在一定的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)機(jī)會(huì)。

(5)其他：商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率評(píng)價(jià)為中(20%)。其他領(lǐng)域內(nèi)，各種中小規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)制氫/制合成氣裝置的制氣規(guī)模不大但數(shù)量眾多。制氣裝置與用戶主營(yíng)業(yè)務(wù)和主體項(xiàng)目劃分明顯，獨(dú)立性較強(qiáng)，更適合專(zhuān)業(yè)化管理，外包趨勢(shì)將逐步提高。

4 市場(chǎng)容量匯總

將以上各細(xì)分市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到2020年煤控情景和基準(zhǔn)情景下我國(guó)合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)容量(表8～9)。到2020年，我國(guó)合成氣的總制氣規(guī)?？梢赃_(dá)到8.1×107～9.1×107m3/h，其中有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)容量2.2×107～2.6×107m3/h，平均商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率為27%～28%。其中，煤化工領(lǐng)域的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)占比達(dá)到約80%，煉廠制氫的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)占比為10%～12%。兩者的市場(chǎng)容量總和達(dá)到2.0×107～2.4×107m3/h，市場(chǎng)占比總和達(dá)到91%，是發(fā)展合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的主要目標(biāo)市場(chǎng)。

表8 2020年合成氣制氣規(guī)模與商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)容量(煤控情景)

表9 2020年合成氣制氣規(guī)模與商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)容量(基準(zhǔn)情景)

5 結(jié)論

(1)市場(chǎng)容量預(yù)測(cè)分析對(duì)開(kāi)展合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)具有重要意義。文章采用的市場(chǎng)容量預(yù)測(cè)方法對(duì)合成氣市場(chǎng)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的實(shí)際需要進(jìn)行了合理的劃分，綜合考慮國(guó)家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、政策約束和用戶意愿等幾個(gè)關(guān)鍵因素，參數(shù)較少且簡(jiǎn)便可調(diào)，結(jié)論與我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與市場(chǎng)發(fā)展方向基本符合，可以作為分析工業(yè)氣體市場(chǎng)容量的一種簡(jiǎn)單易行的方法，為氣體公司制定業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略提供決策支持。

(2)我國(guó)合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)還處在初期發(fā)展階段。2017年末合成氣市場(chǎng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率不到10%，已投運(yùn)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目的數(shù)量和總規(guī)模都不大，而傳統(tǒng)工業(yè)氣體業(yè)務(wù)超過(guò)30%的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)率，未來(lái)我國(guó)合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)具備巨大的提升空間。

(3)煤化工和煉廠制氫是發(fā)展合成氣業(yè)務(wù)的主要核心領(lǐng)域，許多氣體公司在該領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了配套大型空分裝置的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，具備良好的合成氣業(yè)務(wù)發(fā)展基礎(chǔ)，未來(lái)極有可能在此領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)突破性的發(fā)展。

(4)合成氣項(xiàng)目體量大、數(shù)量多，對(duì)公司整體業(yè)務(wù)拉升作用明顯，可以成為專(zhuān)業(yè)氣體公司的新興戰(zhàn)略發(fā)展方向。按單個(gè)項(xiàng)目平均供氣規(guī)模2×105m3/h合成氣折算，到2020年將存在約120個(gè)潛在的大型合成氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，而中小型項(xiàng)目數(shù)量將更多。在這些潛在的項(xiàng)目機(jī)會(huì)中，既包含了新建項(xiàng)目機(jī)會(huì)，也包括在用項(xiàng)目的重組收購(gòu)和改造升級(jí)機(jī)會(huì)。

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ABSTRACT

The prediction analysis method for the market capacity of commercial operation business syngas is put forward, according to which there will be opportunities for 120 potential large-scale syngas commercialization projects in China by 2020, and small and medium-sized projects will be even more, which a broad space for development. The total market share of commercial operations in the fields of coal chemical and refinery hydrogen production is up to 91%, which is the main target market for the commercialization of syngas operations.

Keywords: syngas, industrial gas, commercial operation, market capacity