我國(guó)煤制天然氣發(fā)展現(xiàn)狀、政策與應(yīng)用分析

記偉偉，趙思銘

（邯鄲市峰峰礦區(qū)煤化工產(chǎn)品研發(fā)中心，河北邯鄲 056000）

我國(guó)是“缺油少氣富煤”的國(guó)家，煤制天然氣是新開(kāi)發(fā)的能源，利用煤炭資源對(duì)傳統(tǒng)天然氣進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到的新能源，也是目前我國(guó)天然氣的發(fā)展方向。煤制天然氣的經(jīng)濟(jì)效益高，并且可以減少環(huán)境污染，對(duì)家庭的適用性較高。我國(guó)日益增長(zhǎng)的天然氣需求，促進(jìn)了我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此煤制天然氣產(chǎn)業(yè)，在市場(chǎng)上具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。每次天然氣要想在市場(chǎng)上立足，則需要將其產(chǎn)品質(zhì)量高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1 我國(guó)煤制天然氣發(fā)展現(xiàn)狀

天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的燃料。如今天然氣在全球各地都得到廣泛應(yīng)用，這促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步。但是隨著天然氣逐漸被應(yīng)用，我國(guó)天然氣供應(yīng)已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)。供不應(yīng)求的天然氣，讓我國(guó)從國(guó)外大量進(jìn)口天然氣，因此發(fā)展煤制天然氣能夠有效緩解我國(guó)供應(yīng)不足的缺陷。如今國(guó)內(nèi)天然氣價(jià)格日漸上漲，近年來(lái)，我國(guó)煤制天然氣的發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越好，許多企業(yè)都進(jìn)入煤制天然氣時(shí)代，這就促進(jìn)了煤制天然氣的發(fā)展。雖然目前我國(guó)加大了天然氣的進(jìn)口量，并且許多沿海地區(qū)也開(kāi)展了煤制天然氣產(chǎn)業(yè)，但是根據(jù)目前國(guó)際上的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)只要對(duì)某個(gè)商品進(jìn)行大規(guī)模的進(jìn)口，其價(jià)格必定會(huì)上漲。盡管如今煤制天然氣的價(jià)格有所下降，但這種情況不會(huì)持久，所以我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要立足于國(guó)際，增加我國(guó)自身煤制天然氣的供給[1]。

我國(guó)煤炭資源較為豐富，因此發(fā)展煤制品的清潔能源也就越來(lái)越廣泛，并且這是一條能夠解決能量供給問(wèn)題的途徑，但是在煤炭消耗過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的污染現(xiàn)象，這對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成了很大的威脅，所以在進(jìn)行煤制工藝過(guò)程中如何將污染減小是必須要考慮的問(wèn)題。所以如果解決了煤制品清潔問(wèn)題，不但能滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)所帶來(lái)的需求，還能夠使生態(tài)環(huán)境變好，對(duì)于我國(guó)溫室效應(yīng)的減少也有極大的好處。我國(guó)目前的煤制品主要有煤制油、煤制天然氣、煤化工產(chǎn)品等，這些都給我國(guó)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益和生活上的便利。而煤制天然氣是生活中最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種方式，具有各種優(yōu)點(diǎn)。

近年來(lái)，我國(guó)的工程建設(shè)正在大力推行煤制天然氣，其投入量也逐年增加。各個(gè)地區(qū)包括內(nèi)蒙古、新疆等地都有相關(guān)的工程。我國(guó)首個(gè)煤制天然氣示范項(xiàng)目已經(jīng)打通了全部的流程，并且進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，其中煤制天然氣產(chǎn)品中甲烷體積分?jǐn)?shù)最高達(dá)到98.96%，并且已經(jīng)投運(yùn)成功，也已經(jīng)向北京天然氣網(wǎng)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)西氣東輸?shù)拇笠?guī)模工程。

2 煤制天然氣技術(shù)概況

煤制天然氣需要利用合成技術(shù)，因此需要將煤氣進(jìn)行各種合成，生成一氧化碳之后形成干凈的氣體，再與甲烷進(jìn)行反應(yīng)生成天然氣。如今煤制天然氣已經(jīng)有較成熟的技術(shù)，所以技術(shù)的革新，已經(jīng)成為現(xiàn)階段的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。煤制天然氣的原理是：原煤經(jīng)過(guò)單元處理后，經(jīng)煤鎖送入氣化爐。蒸汽和來(lái)自空分的氧氣作為氣化劑從氣化爐下部噴入。在氣化爐內(nèi)煤和氣化劑逆流接觸，煤經(jīng)過(guò)干燥，干餾和氣化，氧化后，生成粗合成氣。粗合成氣的主要組成為氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氫、油和高級(jí)烴，粗合成氣經(jīng)急冷和洗滌后送入變換單元，經(jīng)過(guò)部分變換和工藝廢熱回收后進(jìn)入酸性氣體脫除單元，脫除硫化氫和二氧化碳及其他雜質(zhì)后送入甲烷化單元。在甲烷化單元內(nèi)，原料氣經(jīng)預(yù)熱后送入硫保護(hù)反應(yīng)器，脫硫后依次進(jìn)入后續(xù)甲烷化反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，得到合格的天然氣產(chǎn)品，再經(jīng)壓縮干燥后送入天然氣管網(wǎng)。如今的煤制天然氣技術(shù)已經(jīng)趨向成熟[2]。

3 煤制天然氣的優(yōu)勢(shì)

3.1 煤制天然氣具有清潔的優(yōu)點(diǎn)

煤制天然氣可以讓煤炭清潔使用。在使用煤制天然氣過(guò)程中，其耗水量和二氧化碳的排放量都處于產(chǎn)業(yè)的最低端，比傳統(tǒng)天然氣的耗水量和二氧化碳排放量少好幾倍。并且這個(gè)過(guò)程中二氧化碳的集中生產(chǎn)量較多，非常便于收集或者加以利用。這就很好地解決了二氧化碳過(guò)度排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)的問(wèn)題。并且煤制天然氣本身就是一種清潔燃料，在使用過(guò)程中不排放其他有害氣體。

3.2 煤制天然氣具有高效的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)天然氣相比，煤制天然氣在能源的轉(zhuǎn)換與使用方法具有高效的優(yōu)點(diǎn)，它的能源消耗量較低。而我國(guó)目前正處于能源效益偏低的時(shí)代，因此在制作煤制天然氣時(shí)能夠有效提高我國(guó)能源空間。通過(guò)集成的方法，發(fā)展煤制天然氣，對(duì)煤炭進(jìn)行轉(zhuǎn)化，能夠有效地利用能源的生命周期，極大提高能源轉(zhuǎn)化率和使用效率。

3.3 煤制天然氣具有便捷的優(yōu)點(diǎn)

目前我國(guó)煤炭資源主要存在于生態(tài)環(huán)境較差的地方，如山西、內(nèi)蒙古等中西部地區(qū)。而天然氣的使用主要集中在各個(gè)沿海地區(qū)，這就讓我國(guó)出現(xiàn)天然氣使用與供求不平衡的現(xiàn)象。在煤炭運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量不好的影響，甚至在運(yùn)行中如果發(fā)生擁堵會(huì)使煤炭運(yùn)輸不及時(shí)，這就給煤炭的運(yùn)輸帶來(lái)了極大的困擾，因此在發(fā)展煤制天然氣后，可以利用管道運(yùn)輸?shù)姆绞綄⑽鬟叺奶烊粴膺\(yùn)輸?shù)綎|邊，實(shí)現(xiàn)西氣東輸。通過(guò)長(zhǎng)距離的管道運(yùn)輸?shù)较M(fèi)地區(qū)，將從地面運(yùn)輸煤炭的方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵逻\(yùn)輸天然氣，這不但能使居民得到便利，還能促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)，有利于我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[3]。

3.4 煤質(zhì)天然氣具有多樣性使用的優(yōu)點(diǎn)

煤制天然氣不僅可以應(yīng)用于居民家庭，還可以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)對(duì)我國(guó)的發(fā)電和交通也能夠起到重要作用。煤制天然氣能夠代替許多產(chǎn)品，在不同的領(lǐng)域得到應(yīng)用。比如目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)給人們帶來(lái)了日益增長(zhǎng)的美好生活，這就讓用電量增大，所以發(fā)電機(jī)構(gòu)需要更多的能源進(jìn)行居民的電量供應(yīng)，這時(shí)如果用天然氣代替，可以在一定程度上提高效能。我國(guó)是缺油的國(guó)家，如果使用天然氣代替石油，讓汽車能夠發(fā)動(dòng)，能使汽車的尾氣排放減少，起到環(huán)保的作用。

4 我國(guó)煤制天然氣經(jīng)濟(jì)分析

4.1 我國(guó)煤制天然氣的成本

煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的成本主要是建設(shè)成本、運(yùn)行成本和人工成本。在煤制天然氣的項(xiàng)目當(dāng)中，其中建設(shè)成本較高，煤價(jià)格大約為200元/t。不同用途的天然氣的生產(chǎn)成本也不一樣。如化肥用的天然氣是0.7 元/m3，而工業(yè)天然氣的價(jià)格則是1.2/m3元，民用天然氣為1.8元/m3。從目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，煤制天然氣的成本將會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于低位運(yùn)行，原因是目前供應(yīng)量小于需求量，并且環(huán)境污染嚴(yán)重。

在前幾年我國(guó)煤制天然氣的經(jīng)濟(jì)效益不高，美國(guó)的太平洋公司在很長(zhǎng)一段時(shí)間都處于負(fù)效益，主要原因是國(guó)際石油價(jià)格較低，直到后面幾年石油價(jià)格飛速上漲，天然氣的價(jià)格也隨之上漲。我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展也具有相同的問(wèn)題。我國(guó)主要實(shí)行西氣東輸?shù)捻?xiàng)目在天然氣運(yùn)輸?shù)綎|部沿海地區(qū)居民使用時(shí)，從原本的1.8元/m3已經(jīng)上漲到2～3/m3，雖然我國(guó)經(jīng)濟(jì)生長(zhǎng)國(guó)民的生活水平普遍提高，這樣的價(jià)格也逐漸被人們接受。但是規(guī)定天然氣不能夠上漲價(jià)格，所以天然氣的價(jià)格不上漲，煤制天然氣也就發(fā)展不起來(lái)，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益。

如今我國(guó)生活質(zhì)量普遍提高，人民的生活水平也在提高，也能夠接受更高一點(diǎn)的天然氣價(jià)格，因此在發(fā)展煤制天然氣能夠改善環(huán)境的時(shí)候，居民也更加樂(lè)意接受煤制天然氣。

4.2 我國(guó)煤制天然氣的經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)所使用天然氣的價(jià)格不同，我國(guó)天然氣運(yùn)輸?shù)綎|部沿海地區(qū)經(jīng)過(guò)管道運(yùn)輸，還需要扣除一定的運(yùn)輸費(fèi)用以及其他費(fèi)用。目前，我國(guó)天然氣的成本價(jià)雖然高低不平，但是煤制天然氣產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)成本卻較高，這就出現(xiàn)了虧損現(xiàn)象。因此在生產(chǎn)煤制天然氣時(shí)，要降低生產(chǎn)成本，合理使用煤炭資源，將煤炭資源的利用率提高，還需要將煤制天然氣的價(jià)格調(diào)整，增加煤制天然氣的經(jīng)濟(jì)效益，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到加快發(fā)展。

5 我國(guó)煤制天然氣發(fā)展的建議

5.1 進(jìn)行布局研發(fā)和開(kāi)發(fā)討論

如何增加煤制天然氣的經(jīng)濟(jì)效益主要是靠買方市場(chǎng)。由于天然氣極度短缺，但是其生長(zhǎng)空間非常大，因此需要開(kāi)發(fā)其布局。煤制天然氣是新型項(xiàng)目，如今缺乏管理上的制度和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。要想煤制天然氣長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，就需要一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行，其次再來(lái)討論它的開(kāi)發(fā)和擴(kuò)展規(guī)模。在煤制天然氣的制作原理當(dāng)中，需要大量的催化劑，因此使用較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的催化劑是制作天然氣的一項(xiàng)重要因素。這就可以使用甲烷催化劑，能夠在甲烷化工藝煤制天然氣領(lǐng)域更具優(yōu)越性，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

5.2 研發(fā)多種工藝

由于煤制天然氣具有多樣化使用的特點(diǎn)，能夠應(yīng)用在各個(gè)方面，因此研發(fā)多種煤炭加工的工藝可以讓煤制天然氣更加迅速地應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)流通快速。在進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)，還可以增加排放系統(tǒng)，將廢料進(jìn)行合理排放或者再生利用，提高能源的利用效率，并且能夠有效減少環(huán)境污染。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化潔凈煤技術(shù)模式，讓煤制天然氣產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)上擴(kuò)大發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)還處在發(fā)展階段，但是有國(guó)家政策支持且技術(shù)較為成熟。雖然成本較低，但是經(jīng)濟(jì)效益也非常低，因此如何提高煤制天然氣的經(jīng)濟(jì)效益，成為如今該產(chǎn)業(yè)要攻克的難題。由于天然氣具有清潔高效便捷等優(yōu)勢(shì)，給居民和工業(yè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)較大的便利，在煤制天然氣的工藝流程中要對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行分析，對(duì)企業(yè)進(jìn)行明確的定位，有效降低生產(chǎn)成本，并且做到節(jié)能減排的目的，減少環(huán)境污染。