煤制天然气或不应大规模发展

　　编者按 目前我国已投产的煤制天然气项目产能约为40亿立方米，主要是大唐内蒙古克什克腾旗、新疆庆华、汇能鄂尔多斯、新疆广汇以及云南解化的煤制油联产甲烷项目。截至2014年12月，我国在建和审批通过的项目高达1215亿立方米/年，国家为已获核准的4个项目描绘了“积极稳妥推进煤制气产业化示范，推进煤制气产业科学有序发展”的产业蓝图。展望“十三五”，业内人士则预测其间新增煤制气项目的可能性微乎其微。面对我国多煤、少气、贫油的局面，煤制天然气的环境效益、经济效益及社会效益又将如何衡量?新建煤制天然气项目是否还具有价值?今天本版将为读者仔细梳理。
　　　　
　　“从全生命周期看，煤制天然气的一次能源消耗和二氧化碳排放均高于被替代的传统能源和技术;在水资源消耗和污染物排放方面，煤制天然气也没有明显优势，我国不应大规模发展煤制天然气，建议限制和有条件地发展煤制天然气。”对于当前煤化工行业的投资新热点——煤制天然气，国家发改委应对气候变化战略研究和国际合作中心主任李俊峰近日在接受中国化工报记者采访时，从环境效益与经济指标角度进行了分析，并给出了上述建议。
　　　　
　　政策推动上演投资“盛宴”
　　　　
　　煤制天然气是以煤为原料，采用气化、净化和甲烷化技术制取的合成天然气。根据国家发展改革委等部门印发的《能源行业加强大气污染防治工作方案》，到2015年国内煤制气供应能力达到90亿立方米，到2017年达到320亿立方米。但中国化工信息中心高级工程师桑建新提供的数据显示，截至目前，获得有关部门核准的煤制天然气项目有4个、获得开展前期工作“路条”的煤制天然气项目有17个，这些项目合计年产能为1215亿立方米(一期年产能650亿立方米)，其中85%的产能分布在严重缺水的新疆、内蒙古地区。
　　　　
　　煤制天然气投资领域为何上演投资“盛宴”，李俊峰认为主要是受政策和经济双重因素的推动。在政策上，国家曾将煤制天然气作为高耗能、高污染、高耗水的产业进行管理。2011年以前，煤制天然气发展整体处于探索示范阶段，国家有关政策基本上都明确限制项目建设。2009年5月国务院发布的《石化产业调整和振兴规划》提出，坚决遏制煤化工盲目发展势头，今后3年原则上不再安排新的煤化工试点项目，重点抓好现有煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气、煤制乙二醇等五类示范工程。2011年3月国家发改委发布的《关于规范煤化工产业有序发展的通知》明确规定，禁止建设年产20亿立方米及以下煤制天然气项目，上述标准以上的大型煤炭加工转化项目，须经国家发改委核准。
　　　　
　　可是，我国在一定时期内的能源结构仍将以煤为主，加之天然气供应量增长远滞后于需求量增长，因此，近年来从中央到地方均将优化能源结构的目光转向了煤制天然气。与此同时，国家对煤制天然气发展的政策也有所变化，虽然仍表现出对环境问题的担忧，但已逐步转向谨慎支持煤制天然气发展。国家有关政策文件中对煤制天然气的提法变为“加快产业化和规模化步伐”、“加大煤制天然气供应”和“推进煤制气产业科学有序发展”等。2013年9月国务院发布的《大气污染防治行动计划》提出，加大天然气、煤制天然气、煤层气供应;制定煤制天然气发展规划，在满足最严格的环保要求和保障水资源供应的前提下，加快煤制天然气产业化和规模化步伐。2014年4月国务院办公厅转发的发改委《关于建立保障天然气稳定供应长效机制若干意见》提出，有序推进煤制气示范项目建设。
　　
　　环境效益不尽如人意
　　　　
　　李俊峰告诉记者，他们以煤制天然气和几种主要的煤制天然气替代常规能源技术为研究对象，在全生命周期内对在相同产出下的一次能耗、耗水量、污染物排放、二氧化碳排放和经济合理性进行了比较分析。
　　　　
　　“从全生命周期来看，煤制天然气的一次能耗高于被替代技术。”李俊峰表示，以煤制天然气替代一些传统能源的技术，无论是发电、供热锅炉、炊事还是机动车，煤制天然气的全生命周期一次能耗都比被替代技术高，将分别增加20%～110%。其中，煤制天然气替代燃煤发电会增加能耗50%;替代车用燃料(包括汽油和柴油)增加能耗80%;替代燃煤大型锅炉供热和天然气发电为最差的替代选项，能耗均增加110%。
　　　　
　　但值得注意的是，煤制天然气全生命周期能耗中有50%以上是在燃料生产(即煤转化为天然气)过程中消耗，与被替代能源技术相比，其终端利用能耗要低得多。引入煤制天然气替代燃煤进行发电、锅炉供热和散烧煤炉以及替代机动车燃油，对于终端消费用户来说，确实是一项相对节能的措施，但对于全局能源消费来说却导致了一次能耗的增长。
　　　　
　　“从耗水量看，发展煤制天然气是不合理的。煤制天然气生产过程中水资源消耗量较大，生产1000立方米天然气约需要7吨水。” 他强调，与几种被替代技术相比，从全生命周期水耗来看，煤制天然气只有在替代燃煤发电和电磁炉炊事时的水耗基本持平，如果替代散烧煤炉炊事、燃煤锅炉供热和天然气发电，水耗将会变为原先的4～6倍。而且，虽然天然气发电过程的水耗仅为燃煤发电的56%，但煤制天然气生产过程的高水耗使煤制天然气发电的全生命周期水耗与燃煤发电相比并没有明显优势。若直接采用天然气发电，水耗将仅为煤制天然气发电的58%、为煤电的35%。就节水而言，天然气发电优于煤制天然气发电，煤制天然气发电优于煤电。
　　　　
　　从废气排放情况来看，煤制天然气替代供热锅炉、电磁炉、机动车的传统燃料等，在全生命周期过程中确实可以减少二氧化硫和氮氧化物的排放。而且，由于煤制天然气的排放主要在生产过程，对于终端利用侧来说，使用煤制天然气替代燃煤和燃油，可以大大缓解当地的大气污染物排放问题。但对于煤制天然气的生产者来说，却排放了全生命周期中的绝大部分。李俊峰认为：“从降低包括二氧化硫和氮氧化物在内的传统污染物角度看，除了替代燃煤发电之外，煤制天然气的环境效益是可以接受的，其中以替代车用燃料为最优，可降低70%的二氧化硫和氮氧化物排放。”
　　　　
　　不过，煤制天然气二氧化碳排放的情况并不乐观。煤制天然气二氧化碳的排放大部分来自生产过程，占到其全生命周期二氧化碳排放的70%左右。从全生命周期来看，煤制天然气的二氧化碳排放高于被替代能源和技术。“从控制温室气体排放角度看，发展煤制天然气是极为不合理的，其全生命周期的二氧化碳排放量比其他替代技术分别高出10%～270%，尤其以替代常规天然气发电与车用燃料以及集中供热最为不合理，其排放将分别增加270%、170%和60%。”李俊峰强调。
　　　
　　经济性存在疑问
　　　　
　　经济因素方面，2011年以前，煤炭价格高企，煤制天然气的成本在每立方米2元左右，与国内常规天然气价格持平，煤制天然气生产几乎无利可图。从2011年起，随着国内煤炭产能过剩导致的国内外煤炭价格持续下跌和天然气价格迅速上涨，煤制天然气生产成本下降到每立方米1.7元左右，而国内常规天然气价格维持每立方米2.5元以上，煤制天然气的价格竞争优势增强，为中西部产煤地区发展煤制天然气提供了较大的利润空间，成为煤化工行业新的投资热点。
　　　　
　　“从经济性分析来看，煤制天然气仅与车用燃料比较时才有竞争力。但是，当前中国和亚洲的天然气是采用日本定价机制，且与油价相联系，其价格水平分别是欧洲的2倍、北美的4倍，如果常规天然气价格降至欧盟水平，或者油价大幅下跌，再考虑可能的碳税等因素，煤制天然气相对于车用燃料的比较优势也将不复存在。”李俊峰强调。
　　　　
　　当前，国际油价一再下探，投资人最看重的煤制天然气经济性正面临考量。李俊峰对煤制天然气技术替代的经济性进行了分析。假设天然气价格为3元/立方米、煤炭成本500元/吨、居民用电0.56元/千瓦时、柴汽油价格为8元/升，对此条件下用户端经济性进行粗略比较，得出结论如下：使用煤制天然气发电，其上网电价水平与常规天然气发电持平，是燃煤发电平均价格的2.5倍;用于供热，其成本分别是中型和大型燃煤锅炉的4倍和5倍;用于替代家庭炊事，价格与常规天然气和电炊持平、是蜂窝煤的2倍;用于替代车用燃料，其价格是普通汽油和柴油的一半。
　　　　
　　限制发展规避风险
　　　　
　　“在当前的技术水平下，我国应谨慎发展煤制天然气产业，或限制和有条件地发展，切不可不计后果、一拥而上地盲目发展，否则这种产业体系一旦形成，将长期固化下去，并对我国能源供应体系建设、应对气候变化和环境保护带来不可估量的负面影响。”李俊峰强调。他对我国煤制天然气的发展提出了以下建议。
　　　　
　　一是煤制天然气具有一定示范性，但不宜作为国家战略。从全生命周期看，煤制天然气的一次能耗和二氧化碳排放均高于被替代的传统能源和技术，在水资源消耗和污染物排放方面也没有明显优势。可以说，煤制天然气对终端消费地区的能源结构优化和温室气体减排，其实是以全局一次能源消费增加为代价的，从全局来看，其与能源体系的低碳化发展方向是相悖的。
　　　　
　　二是煤制天然气必须量水而行，不宜过度集中在严重缺水地区。煤制天然气生产过程的耗水量约占全生命周期的42%，而我国煤制天然气项目大部分集中在内蒙古、新疆等西部水资源贫乏地区，发展煤制天然气会对当地本来就很脆弱的生态环境产生较大的负面影响，同时挤占了这些地区发展其他产业和人民生活水平提高的水资源空间。因此，严重缺水地区必须在水约束的刚性前提下谋划煤制气发展。
　　　　
　　三是从控制温室气体排放峰值和控制能源消费总量的角度考虑，我国不应大规模发展煤制天然气。煤制天然气替代其他技术都会产生更高的能源消耗和温室气体排放，发展煤制天然气将挤占各地的能源消费总量和碳排放空间，增加我国能源消耗总量和温室气体排放总量。综合评估各项能源技术的一次能耗、环境效益和温室气体排放，煤制天然气产业的发展，从某种程度上来说，是以整体一次能源消费和温室气体排放来换取部分地区的能源结构优化，并不适宜作为清洁化、低碳化措施在全国大规模推广。
　　　　
　　四是从能源安全和能源国际化的角度考虑，不宜大规模发展煤制天然气。除中国之外，世界上还没有任何一个国家大规模发展煤制天然气。目前国际石油和天然气市场供应相对宽松，除考虑可暂时缓解个别地区天然气短缺而发展少量煤制天然气外，长远看我国应考虑与国际能源体系接轨，充分利用两种资源、两个市场，重点发展常规和非常规天然气生产。
　　　　
　　五是有关部门应统筹考虑我国优化能源结构、控制环境污染和应对气候变化三方面的压力和要求，制定清洁和低碳能源发展目标，并将煤制天然气等相关问题作为“十三五”的重大课题，予以重视。应从全生命周期的角度，综合评估各项能源技术的能源、环境和经济指标。一方面利用价格杠杆，将环境、资源等外部成本内部化，对能源的发展进行合理引导;另一方面，大力推动国内清洁能源和可再生能源供应，并积极加强国际能源合作，通过能源国际化道路，推动我国能源的清洁化和低碳化发展进程。（来源：中国化工报）