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文/呂淼 北京市燃?xì)饧瘓F
經(jīng)過多年的探索與實踐，我國煤制合成天然氣（簡稱煤制氣）行業(yè)逐步消化吸收國外先進技術(shù)，“十一五”期間建設(shè)了若干示范項目。同時，政府對煤制氣發(fā)展經(jīng)歷了前期的嚴(yán)格控制后，從2012年開始對煤制氣行業(yè)發(fā)展有意扶持。在國際油價高企、國內(nèi)煤價低迷的背景下，我國煤制氣發(fā)展具備較好的經(jīng)濟性，各地發(fā)展煤制氣熱情較高，煤制氣具有一定的發(fā)展空間。但是，煤制氣的發(fā)展仍面臨著來自資源承載、環(huán)境容量、管網(wǎng)設(shè)施、技術(shù)水平等方面的挑戰(zhàn)。
一、國內(nèi)外煤制氣發(fā)展現(xiàn)狀
國外煤制氣發(fā)展現(xiàn)狀
美國、英國和德國等發(fā)達(dá)國家早在上世紀(jì)前半葉就已開展煤氣化技術(shù)研發(fā)，多數(shù)國家只作為技術(shù)儲備而未投入商業(yè)運行，目前僅美國在發(fā)展煤制氣項目。美國大平原煤制氣廠是目前全球（除中國外）唯一一家商業(yè)化運行的煤制氣工廠。該廠建于1984年，年產(chǎn)能14億立方米，目前運行情況良好。
2. 國內(nèi)煤制氣發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
（1）我國煤制氣行業(yè)發(fā)展歷程
第一階段：“十一五”末至“十二五”初，國家嚴(yán)控煤制氣項目審批。2009年5月，國務(wù)院發(fā)布《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，首次明確提出開展煤化工示范工作。此后，全國各地掀起對煤制氣行業(yè)的投資熱情，提出大量項目建設(shè)計劃。2010年6月，由于擔(dān)心各地項目重復(fù)建設(shè)導(dǎo)致產(chǎn)能過剩，國家發(fā)改委專門發(fā)布《關(guān)于規(guī)范煤制氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)事項的通知》，將煤制氣項目的審批權(quán)限收緊到國家層面。2011年3月，發(fā)改委再次明確禁止建設(shè)年產(chǎn)20億立方米（含）以下煤制氣項目，最終發(fā)改委僅核準(zhǔn)了4個煤制氣示范項目。
第二階段：“十二五”中期，國家對煤制氣行業(yè)發(fā)展顯現(xiàn)出扶持態(tài)度。2012年12月，國家能源局發(fā)布《天然氣發(fā)展十二五規(guī)劃》，提出到2015年我國煤制氣產(chǎn)量將達(dá)150億立方米，占國產(chǎn)天然氣的8.5%，這是煤制氣首次被寫入天然氣發(fā)展規(guī)劃。
（2）我國煤制氣行業(yè)項目發(fā)展現(xiàn)狀
截至2013年，國家發(fā)改委共核準(zhǔn)了4個煤制氣示范項目，合計產(chǎn)能達(dá)151億立方米/年。分別是大唐發(fā)電遼寧阜新40億立方米/年項目、大唐發(fā)電內(nèi)蒙古赤峰克旗40億立方米/年項目、內(nèi)蒙匯能鄂爾多斯16億立方米/年項目和新疆慶華集團伊犁55億立方米/年項目。其中，大唐克旗項目一期13億立方米/年和新疆慶華伊犁項目一期13.5億立方米/年工程均已建成投產(chǎn)。
以大唐克旗項目為例，2013年12月10日，中國石油天然氣股份有限公司與大唐國際發(fā)電股份有限公司，在北京簽署大唐國際克什克騰旗煤制天然氣項目“煤制天然氣購銷協(xié)議”。根據(jù)協(xié)議，從12月起，煤制氣項目每天向北京市供氣400萬立方米。應(yīng)該說，這一氣源的引入極大的緩解了北京市冬季供氣高峰壓力，并大幅提高了北京市密云、懷柔區(qū)及北部城區(qū)的供氣能力，滿足了北京市各區(qū)縣對天然氣的需求。
2013年3月以來，又有8個煤制氣項目陸續(xù)獲得國家發(fā)改委授予的“路條”，主要集中于新疆伊犁和內(nèi)蒙古鄂爾多斯、興安盟等西部煤炭主產(chǎn)地，投資者以大型能源央企為主。若8個項目全部獲準(zhǔn)建設(shè)并投產(chǎn)，合計產(chǎn)能將高達(dá)811億立方米/年（表1）。
表1 已獲批復(fù)（核準(zhǔn)和路條）的煤制氣項目統(tǒng)計
獲批時間
公司
項目所在地
規(guī)模（億方）
批復(fù)情況
項目建設(shè)情況和預(yù)計投產(chǎn)時間
2009.08
大唐發(fā)電集團、北京控股
內(nèi)蒙古赤峰克棋
40
核準(zhǔn)
一期13億方已經(jīng)建成投產(chǎn)
2009.12
內(nèi)蒙古匯能集團
內(nèi)蒙古鄂爾多斯
16
核準(zhǔn)
2014年正式運行
2010.03
大唐發(fā)電集團
遼寧阜新
40
核準(zhǔn)
2012.07
新疆慶華集團
新疆伊梨
55
核準(zhǔn)
一期13.5億方已經(jīng)建成投產(chǎn)
2013.03
煤制氣工業(yè)園:
內(nèi)蒙古鄂爾多斯
120
路條
前期工作
北京控股集團
40
中海油集團新能源投資公司
40
河北建設(shè)集團
40
2013.03
中電投集團
新疆伊梨霍城
60
路條
一期20億方開展前期工作
2013.03
國電集團
內(nèi)蒙古興安盟
40
路條
前期工作
2013.03
中海游集團新能源投資公司
山西大同
40
路條
前期工作
2013.03
內(nèi)蒙新蒙能源公司
內(nèi)蒙古鄂爾多斯
40
路條
前期工作
2013.04
山東新汶礦業(yè)集團
新疆伊梨
20
路條
預(yù)計2014年可試產(chǎn)
2013.08
煤電熱一體化示范項目:
新疆準(zhǔn)動地區(qū)大井
300
路條
預(yù)計2017年6月投產(chǎn)
中石化
80
華能新疆能源
40
新疆龍宇能源
40
中煤能源
40
廣匯能源
喀木斯特
40
2013.09
蘇新能源和豐公司
新疆塔城和什托洛蓋礦區(qū)
40
路條
配套建設(shè)2000完噸/年煤礦項目
共計
811
（3）配套管網(wǎng)建設(shè)穩(wěn)步推進
隨著煤制氣項目開工和投產(chǎn)，我國配套的煤制氣管道建設(shè)也同時展開。目前國內(nèi)已建成三條煤制氣管道，一是西三線“新疆伊寧—霍爾果斯輸氣管道”天然氣支干線，全長64公里，設(shè)計輸氣量300億立方米/年，已于2013年2月投用；二是克旗煤制氣外輸管道，設(shè)計輸氣量1200萬立方米/日，已于2013年底投產(chǎn)；三是阜新煤制氣外輸管道，全長110公里，設(shè)計輸氣量1200萬立方米/日，2013年10月貫通，但尚未投產(chǎn)。
（4）局部地區(qū)呈現(xiàn)過熱苗頭
除了表1所列已獲國家批準(zhǔn)的煤制氣項目外，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國還有60多個煤制氣項目處于規(guī)劃計劃階段，等待國家發(fā)改委批復(fù)。這些項目主要集中在新疆北部、內(nèi)蒙古和東北地區(qū)，若全部投產(chǎn)，預(yù)計總產(chǎn)能將超過2600億立方米/年。煤制氣行業(yè)已呈現(xiàn)出投資過熱的苗頭。
（5）部分項目開工后由于某些原因暫停，凸顯項目簡單復(fù)制問題較多
自2012年以來，包括新疆廣匯煤化工等項目在內(nèi)均因為氣化爐內(nèi)壁腐蝕等問題被迫停產(chǎn)檢修，給企業(yè)造成較嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。對于氣化爐出現(xiàn)的問題，設(shè)計單位和業(yè)主均始料不及。事后根據(jù)專家研究和判斷，主要原因是煤質(zhì)中含有一種對爐壁腐蝕性較強的化學(xué)物質(zhì)所致。新型煤化工項目一般投資規(guī)模巨大，少則數(shù)十億、多則數(shù)百億，來不得半點閃失，如果在設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤或顛覆性錯誤，后果不堪設(shè)想。因此，項目設(shè)計不能簡單復(fù)制，需因地制宜。
二、我國煤制氣行業(yè)發(fā)展優(yōu)勢
從資源基礎(chǔ)、經(jīng)濟性、政策扶持力度和天然氣供需角度分析，我國發(fā)展煤制氣產(chǎn)業(yè)具備一定發(fā)展優(yōu)勢。
擁有豐富的煤炭資源基礎(chǔ)
與油氣資源相比，我國的煤炭資源相對豐富。根據(jù)中國工程院等機構(gòu)的研究和評價結(jié)果，我國煤炭資源總量為5.55萬億噸，已累計探明的保有儲量約1萬億噸，探明可采儲量為1145億噸。隨著勘探開采的技術(shù)進步和力度加大，中國煤炭資源的探明可采儲量還將持續(xù)增長，煤炭資源總量可滿足我國煤制氣發(fā)展的原料需求。
2. 煤制氣價格具有一定競爭力
經(jīng)濟性是煤制氣項目最主要的指標(biāo)。項目成本與煤價、投資規(guī)模、工藝路線等均有關(guān)。若僅計算煤制氣的直接成本，按當(dāng)前技術(shù)水平，1噸原料煤可以生產(chǎn)約300立方米天然氣。如果煤價為每噸150元，加上設(shè)備折舊、管理、人工以及燃料等其他成本計算，在不考慮管輸費用時，經(jīng)濟規(guī)模的煤制氣裝置的生產(chǎn)成本約1.0-1.5元/立方米，隨著規(guī)模擴大生產(chǎn)成本還會進一步降低。以典型的40億立方米煤制氣項目為例，采用三種主流的氣化技術(shù)，煤制氣的生產(chǎn)成本如表2。
表2 煤制氣生產(chǎn)成本
不同工藝路線下煤制氣成本（元/方）
煤炭價格（元/噸）
150
300
500
碎煤固定床加壓氣化
0.955
1.734
2.773
水煤漿氣化
1.195
1.59
2.116
粉煤加壓氣化
1.302
1.812
2.491
將以上測算的煤制氣生產(chǎn)成本與國內(nèi)自產(chǎn)天然氣及進口氣價格比較，可以發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前煤價和氣價下，煤制氣與國內(nèi)自產(chǎn)天然氣相比優(yōu)勢不明顯，與進口氣相比具有較強競爭力。
與國內(nèi)自產(chǎn)常規(guī)天然氣比較：2013年《國家發(fā)展改革委關(guān)于調(diào)整天然氣價格的通知》要求，調(diào)整非居民用天然氣門站價格，將天然氣分為存量氣和增量氣。存量氣門站價格每立方米提價幅度最高不超過0.4元。增量氣門站價格按可替代能源（燃料油、液化石油氣）價格的85%確定。調(diào)整后，全國平均門站價格由每立方米1.69元提高到每立方米1.95元。如果按照煤制氣在煤炭成本150元/噸時生產(chǎn)成本約1.25元，若再考慮煤制氣企業(yè)的利潤，目前的煤制氣較國產(chǎn)天然氣的經(jīng)濟優(yōu)勢明顯；如果按照300元/噸計算，則生產(chǎn)成本約1.70元，若再考慮煤制氣企業(yè)的利潤，目前的煤制氣較國產(chǎn)天然氣的經(jīng)濟優(yōu)勢并不明顯。
與進口氣比較：2013年我國進口管道氣到岸均價2.13元/立方米（完稅價格為2.41元/立方米），進口LNG到岸均價2.45元/立方米。因此，只要國內(nèi)煤價在450元/噸以下，煤制氣與進口氣相比就有競爭力。
3. 煤制氣是煤炭清潔利用的一大發(fā)展方向
長期以來煤炭是我國的主要能源，約占一次能源消費總量66%。近年來，我國大氣污染日益嚴(yán)重，越來越多的城市連續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣，環(huán)保壓力不斷增加，政府極力推動煤炭利用向清潔化方向轉(zhuǎn)變，煤制氣便是一個較優(yōu)的煤炭清潔化利用途徑。
4. 煤制氣有助于保障我國天然氣供應(yīng)安全
近年來，天然氣在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中占比逐漸增大。而受資源稟賦、技術(shù)條件、勘探進展和管道建設(shè)等因素制約，我國天然氣產(chǎn)量增長較慢，供應(yīng)缺口需要通過進口來滿足。2013年我國天然氣對外依存度為31.6%，未來還將繼續(xù)攀升。發(fā)展煤制氣是當(dāng)前增加國內(nèi)天然氣供應(yīng)的有效途徑之一，能有效緩解我國天然氣供應(yīng)壓力，有助于我國優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)和保障天然氣供應(yīng)安全。此外，在富煤地區(qū)發(fā)展煤制氣，還有利于將當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。
三、煤制氣發(fā)展仍面臨許多風(fēng)險
煤制氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展在面臨諸多優(yōu)勢和機遇的同時，也有著自身無法回避的劣勢，而這些劣勢的存在為我國煤制氣產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來了不容忽視的風(fēng)險。
面臨水資源大量消耗和溫室氣體排放的挑戰(zhàn)
煤制氣是將一種能源轉(zhuǎn)化成另一種能源的過程，這其中伴有水資源消耗、能量耗損和污染物排放等，而這些給環(huán)境造成的壓力要遠(yuǎn)大于煤炭直接利用。而且由于項目前期投資巨大，回報周期長，很多項目在初始階段虧損運營，企業(yè)很難再有額外的環(huán)保資金投入。因此，發(fā)展煤制氣面臨著巨大的環(huán)境壓力。清華大學(xué)氣候政策研究中心發(fā)布的《中國低碳發(fā)展報告（2014）》指出，“作為生產(chǎn)端，煤制氣項目存在資源環(huán)境影響和高碳風(fēng)險，可能造成區(qū)域治霾，全國增碳的治理困境，需高度重視和謹(jǐn)慎對待”。
目前我國發(fā)展煤制氣面臨的首要問題是水資源的大量耗費。我們以內(nèi)蒙古某煤制氣項目為例，從資源消耗的角度看，內(nèi)蒙古因每年生產(chǎn)40億立方米天然氣將增加水資源消耗2400萬噸，占2012年該地生活用水總量的2.3%，相當(dāng)于約66萬內(nèi)蒙古城市居民一年的生活用水量。然而，2011年內(nèi)蒙古自治區(qū)水資源總?cè)笨谝呀?jīng)達(dá)到10億立方米，煤制天然氣的大規(guī)模生產(chǎn)將加劇這一趨勢。
除了耗水量巨大外，煤制氣項目全生命周期的溫室氣體排放明顯高于其他化石燃料。研究表明，盡管該項目煤制氣輸送所在地因使用煤制氣替代燃煤而減少了約738萬噸的溫室氣體排放，但煤制氣的溫室氣體排放主要集中在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因此，從全生命周期的的角度計算，生產(chǎn)和消費地將會凈增約377萬噸的溫室氣體排放。
2. 關(guān)鍵技術(shù)尚未國產(chǎn)化
目前最為成熟和領(lǐng)先的煤制氣技術(shù)均掌握在德國魯奇、丹麥托普索和英國戴維等國外公司手中，為確保項目一次成功，目前我國的煤制氣均要從國外引進技術(shù)和設(shè)備，支付高昂的專利許可費用與設(shè)備采購費用。加之國內(nèi)尚無工業(yè)化裝置及相關(guān)管理與運行經(jīng)驗可借鑒，項目按期達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)過程面臨技術(shù)不確定性。如新疆慶華項目早在2013年8月就已產(chǎn)出第一方煤制氣，但產(chǎn)品質(zhì)量并不穩(wěn)定，經(jīng)過4個多月的反復(fù)調(diào)試，才最終生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的煤制氣，并于當(dāng)年12月底正式進入西氣東輸管網(wǎng)。
3. 配套管輸設(shè)施建設(shè)能力不足
我國煤制氣項目主要集中在新疆和內(nèi)蒙古等地，距離天然氣消費地較遠(yuǎn)，若要規(guī)模發(fā)展，必須新建配套輸氣管道，這不僅需要大量投資，還將降低項目經(jīng)濟性。以內(nèi)蒙古大唐克旗項目為例，在原料煤價格不到150元/噸的情況下，該項目生產(chǎn)成本可控制在1-1.5元/立方米，但加上自建管道成本、管輸費用及一定利潤，最終銷售價格達(dá)2.75元/立方米。此外，管輸設(shè)施缺乏還會導(dǎo)致項目投產(chǎn)推遲，加大項目風(fēng)險?？似祉椖繌慕ǔ傻酵懂a(chǎn)就由于管網(wǎng)不到位，經(jīng)歷了一年多的閑置，讓項目投資方承受了巨大的沉沒成本。
4.項目經(jīng)濟性受煤炭價格影響大
煤制氣項目中，煤價是影響生產(chǎn)成本最關(guān)鍵的因素，在生產(chǎn)成本中作為原料的煤炭成本可以占到40%左右。若再加上用于燃料的煤炭，煤價的波動對生產(chǎn)成本的影響甚至?xí)_(dá)到60%左右。因此擁有廉價的原料煤來源，對于鎖定煤制氣項目成本非常重要。
四、發(fā)展政策建議
如前所述，我國煤制氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著資源、環(huán)境、技術(shù)、配套基礎(chǔ)設(shè)施等一系列問題，因此在目前情況下，應(yīng)該適度發(fā)展煤制氣，不要盲目追求規(guī)?；?。
國家應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境承載，有限適度地放開煤制氣發(fā)展
應(yīng)綜合考慮不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平和環(huán)境承載能力，在嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)下，以產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展為目標(biāo)，因地制宜，在環(huán)境承載力相對較高的地區(qū)有限地放開煤制氣發(fā)展?，F(xiàn)階段應(yīng)堅持試點先行，充分吸收已投產(chǎn)示范項目在經(jīng)濟性、技術(shù)引進和吸收、項目運行管理和環(huán)境污染控制等方面的經(jīng)驗，引導(dǎo)未來我國煤制氣行業(yè)健康發(fā)展。
2.企業(yè)應(yīng)積極進行自主研發(fā)和生產(chǎn)方式創(chuàng)新
煤制氣企業(yè)要加強與煤炭企業(yè)、天然氣上游供應(yīng)企業(yè)和城市燃?xì)馄髽I(yè)的密切合作，采用安全可靠、已示范成功的技術(shù)，扶持推廣自主專利新技術(shù)，平衡國內(nèi)外技術(shù)使用；相關(guān)設(shè)備制造企業(yè)，應(yīng)進一步加大技術(shù)研發(fā)與投入力度，重點是技術(shù)的引進、應(yīng)用和吸收，努力開發(fā)出國產(chǎn)化的煤制氣成套技術(shù)。
3．在管網(wǎng)第三方開放的前提下，實行管網(wǎng)代輸煤制氣
煤制氣項目的順利推進需要有配套的天然氣管網(wǎng)作為保障。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《油氣管網(wǎng)設(shè)施公平開放監(jiān)管辦法》要求，在現(xiàn)有管網(wǎng)有多余輸配能力的前提下，允許企業(yè)利用現(xiàn)有輸氣管網(wǎng)代輸煤制氣，以避免管網(wǎng)重復(fù)建設(shè)。如新疆煤制氣可考慮進入西氣東輸三線，內(nèi)蒙古煤制氣可進入陜京線等管輸能力還有富余的管網(wǎng)。
4．合理定位煤制氣發(fā)展，優(yōu)化我國天然氣供應(yīng)格局
根據(jù)相關(guān)研究機構(gòu)預(yù)測，隨著煤制氣項目的陸續(xù)投產(chǎn)，我國煤制氣供應(yīng)有望在2020年達(dá)200億-300億立方米，這樣可基本填補國內(nèi)約270億立方米的供應(yīng)（不含煤制氣）缺口，成為我國天然氣供應(yīng)的有效補充。但若不加以控制，目前已規(guī)劃的煤制氣項目全部投產(chǎn)的話，到2020年我國煤制氣總產(chǎn)量將高達(dá)800-1000億立方米，屆時國內(nèi)天然氣將出現(xiàn)明顯的供過于求，不利于天然氣行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。因此，相關(guān)部門應(yīng)制定好煤制氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和統(tǒng)一規(guī)劃，合理定位其在我國天然氣供應(yīng)格局中的地位，優(yōu)化我國天然氣供應(yīng)格局，以促進煤制氣產(chǎn)業(yè)的有序、健康發(fā)展。
