中国煤制气还有发展前景吗
经过近年来的探索与实践,我国煤制合成天然气(简称煤制气)行业逐步消化吸收国外先进技术,“十一五”期间建设了几个示范项目。同时,政府对煤制气发展经历了前期的严格控制后,2012年政策所有转变,开始有意识地扶持煤制气行业发展。在国际油价高企、国内煤价低迷的背景下,目前我国煤制气发展具备较好的经济性,各地发展煤制气热情较高,煤制气具有一定的发展空间。但是,煤制气的发展仍然面临着来自资源承载、环境容量、管网设施、技术水平等方面的挑战。我国煤制气发展应综合考量,采取适度发展的政策,引导行业健康发展。
一、国内外煤制气发展现状
1.国外煤制气发展现状
美国、英国、丹麦和德国等发达国家早在上世纪前半叶就已开展煤制气技术研发,多数国家只作为技术储备而未投入商业运行,目前仅美国和南非在发展煤制气项目。美国大平原煤制气厂是全球(除中国外)唯一一家商业化运行的煤制气工厂。该厂建于1984年,年产能14亿立方米,目前运行情况良好。美国2010年前也曾提出约15个煤制气项目计划,但随着页岩油气革命,美国天然气价格大幅下降,煤制气项目的经济性受到严重挑战,导致这些计划被搁置。南非也致力于发展煤化工,目前正在建设一个煤制气项目。
2.国内煤制气发展历程与现状
(1)我国煤制气行业发展历程
我国煤制气发展历程并不长,主要分二个阶段。
第一阶段:“十一五”末至“十二五”初,国家严控煤制气项目审批。2009年5月,国务院发布《石化产业调整和振兴规划》,首次明确提出开展煤化工示范工作,重点抓好煤制油、煤制烯烃、煤制气等五类,探索煤炭高效清洁转化和石化原料多元化发展新途径。此后,全国各地掀起对煤制气行业的投资热情,提出大量项目建设计划。2010年6月,由于担心各地重复建设导致产能过剩,国家发改委专门发布《关于规范煤制气产业发展有关事项的通知》,将煤制气项目的审批权限收紧到国家层面。2011年3月,发改委再次明确禁止建设年产20亿立方米(含)以下的煤制气项目。最终发改委仅核准了4个煤制气示范项目。
第二阶段:“十二五”中期,国家对煤制气行业发展显现出扶持态度。2012年12月,国家能源局发布《天然气发展十二五规划》,提出到2015年我国煤制气产量将达150亿~180亿立方米,占国产天然气的8.5%~10.2%,这是煤制气首次被写入天然气发展规划。业界重燃对煤制气项目的投资热情
(2)我国煤制气行业项目发展现状
截至目前,国家发改委共核准了4个煤制气示范项目,合计产能达151亿立方米/年。分别是大唐发电内蒙古赤峰克旗40亿立方米/年项目、大唐发电辽宁阜新40亿立方米/年项目、内蒙汇能鄂尔多斯16亿立方米/年项目和新疆庆华集团伊犁55亿立方米/年项目。这四个项目在“十二五”期投产并达产的可能性较大。其中,大唐克旗项目一期13亿立方米/年和新疆庆华伊犁项目一期13.5亿立方米/年工程均已建成投产。
2013年3月以来,已有8个煤制气项目陆续获得国家发改委授予的“路条”,主要集中于新疆伊犁、准东、塔城和内蒙古鄂尔多斯、兴安盟等西部煤炭主产地,投资者以大型能源央企为主。若8个项目全部获准建设并投产,合计产能将高达811亿立方米/年。但受环保政策、配套管网建设等因素制约,预计这些项目在2015年前全部获得核准的可能性较低,极个别项目有可能在2017~2018年投产,2020年总产能可达200亿~300亿立方米。“十二五”期间我国煤制气仍处在示范阶段,难以开启大规模商业化进程。
(3)配套管网建设稳步推进
随着煤制气项目开工和投产,我国配套的煤制气管道建设也同时展开。目前国内已建成三条煤制气管道,一是西三线“新疆伊宁—霍尔果斯输气管道”天然气支干线,全长64公里,设计输气量300亿立方米/年,已于2013年2月投用二是克旗煤制气外输管道,设计输气量1200万立方米/日,已于2013年底投产三是阜新煤制气外输管道,全厂110公里,设计输气量1200万立方米/日,2013年10月贯通,但尚未投产。规划中还将在新疆、内蒙古、甘肃、大同等地建设项目配套的煤制气管道。
(4)局部地区呈现过热苗头
除了已获国家批准的煤制气项目外,据不完全统计,我国还有60多个煤制气项目处于规划计划阶段,等待国家发改委批复。这些项目主要集中在新疆北部、内蒙古和东北地区,若全部投产,预计总产能将超过2600亿立方米/年。煤制气行业已呈现出投资过热的苗头,也出现了一些未批先建的项目。
二、我国煤制气行业发展优势
从资源基础、经济性、政策扶持力度和天然气供需角度分析,我国发展煤制气产业具备一定发展优势。
1.拥有充沛的煤炭资源基础
与油气资源相比,我国的煤炭资源相对丰富。据中国工程院等机构的研究和评价结果,我国煤炭资源总量(远景储量)为5.55万亿吨,已累计探明的保有储量约1万亿吨,探明可采储量为1145亿吨。随着勘探开采的技术进步和力度加大,中国煤炭资源的探明可采储量还将持续增长。煤炭资源总量可满足我国煤制气发展的原料需求。
2.煤制气价格具有一定竞争力
经济性是煤制气项目最主要的考量指标。项目成本与煤价、投资规模、工艺路线等均有关。若仅计算煤制气的直接成本,按当前技术水平,1吨原料煤可以生产约300立方米天然气。如果煤价为每吨150元,加上设备折旧、管理、人工以及燃料等其他成本计算,在不考虑管输费用时,经济规模的煤制气装置的生产成本约为1.0-1.5元/立方米,随着规模扩大生产成本还会进一步降低。以典型的40亿立方米煤制气项目为例,采用三种主流的气化技术,煤制气的生产成本如表所示。
将以上测算的煤制气生产成本与国内自产天然气及进口气价格比较,可以发现在当前煤价和气价下,煤制气与国内自产天然气相比优势不明显,与进口气相比具有较强竞争力。
与国内自产常规天然气比较:2010年《国家发改委关于提高国产陆上天然气出厂基价的通知》将西气东输的城市燃气(工业)出厂价定位1.19元/立方米,煤制气在煤炭成本150元/吨时生产成本约1.25元,若再考虑煤制气企业的利润,目前的煤制气较国产天然气的经济优势并不明显。
与进口气比较:2012年我国进口管道气到岸均价2.44元/立方米,进口LNG到岸均价2.52元/立方米。因此,只要国内煤价在450元/吨以下,煤制气与进口气相比就有竞争力。
目前我国煤炭价格持续低迷,新疆煤炭坑口价每吨不过百元,现阶段煤制气具有较好地经济性,这也是全国各地大力发展煤制气的主要原因。
3.煤制气是煤炭清洁利用的一大发展方向
长久以来煤炭是我国的主体能源,约占一次能源消费总量近70%。直接燃煤是我国目前最主要的煤炭利用方式。近年来,我国大气污染日益严重,越来越多的城市连续出现雾霾天气,环保压力不断增加,政府极力推动煤炭利用向清洁化方向转变,煤制气便是一个较优的煤炭清洁化利用途径。与其他新型煤化工相比,煤制气由于单位热值耗水量和二氧化碳排放较少而受到政府政策支持,是煤炭清洁利用的一大发展方向。
4.煤制气有助于保障我国天然气供应安全
近年来,天然气在我国的能源消费结构中占比越来越大,而受资源禀赋、技术条件、勘探进展和管道建设等因素限制,我国天然气产量增长较慢,供应缺口需要通过进口来满足。前瞻产业研究院《中国煤气灶行业市场前瞻与投资规划分析报告》:2012年我国天然气对外依存度为28.2%,2013年将达31.6%,未来还将继续攀升。发展煤制气是当前增加国内天然气供应的有效途径之一,能够缓解我国天然气供应压力,降低对进口天然气资源的依赖,有助于我国优化能源消费结构和保障天然气供应安全。此外,在富煤地区发展煤制气,还有利于将当地的资源优势转化为现实生产力,带动区域经济发展。
延续了向好形势。
据内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司(下称“大唐克旗公司”)公布的最新数据,一季度,该公司同比减亏77.32%,其中3月盈利1410万元,首季开门红为全年实现扭亏目标奠定基础。新疆庆华能源集团副总经理任延杰告诉记者,在去年首次实现扭亏为盈的基础上,今年一季度,集团完成天然气产量约4亿立方米,延续了向好形势。
辽宁大唐国际阜新煤制天然气项目于2010年3月获得国家发改委正式核准,该项目是我国第三个经国家发改委核准的煤制天然气项目,是全国煤化工示范项目。
煤制气与焦炉煤气同属于人工燃气
那什么是煤制气?
煤制气:以煤为原料经过加压气化后,脱硫提纯制得的含有可燃组分的气体。根据加工方法、煤气性质和用途分为:煤气化得到的是水煤气、半水煤气、空气煤气 (或称发生炉煤气) ,这些煤气的发热值较低,故又统称为低热值煤气;煤干馏法中焦化得到的气体称为焦炉煤气,属于中热值煤气,可供城市作民用燃料。
化学结构:
(1)主要成分:CO2、CO、H2、CH4、H2O、H2S、N2、焦油、油、石脑油、酚、腐植酸等
(2)含量:H2,38%:CO,17%:CO2,29%:O2,小于0.4:N2+Ar,0.5:CH4,13%:H2S,0.4%
那什么是焦炉煤气?
焦炉煤气:又称焦炉气,由于可燃成分多,属于高热值煤气,粗煤气或荒煤气。用几种烟煤配制成炼焦用煤,在炼焦炉中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体,是炼焦工业的副产品。
化学结构:
(1)主要成分:H2、CH4、CO、CO2、N2、O2、cmhn
(2)含量:H2(55~60%),CH4(23~27%),CO(5~8%),CO2(1.5~3.0%)
N2(3~7%),O2(<0.5%),cmhn(2~4%)
那什么是天然气?
天然气:是一种多组分的混合气态化石燃料,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生,相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。
化学结构:
(1)主要成分:烷烃、氮
(2)含量:烷烃(93%-97%)氮(3%-7%)
新投资的这些煤制气项目和传统城市煤气有什么区别
煤制气符合国家“高碳能源低碳化利用”的能源发展战略,对实现煤炭资源的清洁利用意义重大,因此,只要规避好原料煤炭的风险,达到节能减排的硬性要求。出现煤制气投资热的原因在于市场需求和有利可图。目前我国天然气需求旺盛,供应存在巨大缺口,这是煤制气项目发展的市场基础。估计我国天然气缺口在今年和
2020年会分别达到200亿和900亿立方米。为此,我国谋求从国外大量进口液化天然气和管道天然气,但问题是进口气的价格较高,如西气东输二线抵境价
格在每立方米2元以上。以目前的煤价,煤制气的生产成本比国产和进口天然气要低10%-20%,利润空间高于天然气,这是企业投资的直接驱动力。另外,与
其他煤基燃料技术路线相比,煤制天然气的能量转换效率较高,耗水量较低,二氧化碳排放量较少,技术也比煤制油成熟、易得,这是各地积极上马煤制气项目的重要原因。煤制气是将含碳量高的煤炭资源加工转化成清洁高效低碳的天然气,因此应归类于新能源产业,符合国家“高碳能源低碳化利用”的能源发展战略,对实现煤炭资源的清洁利用意义重大,特别是对于富煤缺水、运输不便的西部地区更加重要。因此,只要能实现科学发展就无可厚非。
总体来说国家谋求煤制气产业主要就是缩小天然气缺口降低用气成本,同时也可以去到开发建设西部地区的经济!煤制气取代焦炉气与天然气共存是符合目前的国情的!
首先,技术这个是不会过期的,在过去的几十年中世界的科学水平是进步的,航空航天技术也一样。自从阿波罗11号载人成功登月后,美国方面就没有任何消息。而且一停就是好几十年,让人起疑也是情理之中。随时时间的发酵,外界甚至质疑当年美国登月的真实性。
但不管怎么说,目前NASA的重返月球时间已经确定,而且相当明确:到2024年再次让人类登上月球,距离副总统迈克·彭斯(Mike Pence)今年早些时候的强调声明只有五年时间。他们的目的是月球南极,一个人类从未探索过的地区。据了解美宇航局希望建立一个可持续的人类在月球上的存在,就像阿波罗登月计划一样,人类在月球上的存在可以持续了几年多。
但NASA表示第一次着陆任务预计将很短,最多在月球表面停留几天,旨在证明NASA的设计以及装备是可行的,其中包括火箭、航天器、月球轨道空间站和宇航服。看来NASA已经作了多方面的考量,在月球的计划也是筹划已久,一触即发。
和阿波罗任务一样,下一代月球宇航员将接受一系列科学任务的训练。而下一次的登月中会有机器人的出现。也许有人会问,现在的机器人还无法代替宇航员在外星执行任务吗?或许现在的科技已经制造出了足够智能的机器人,但是它们毕竟是机器,因此即使是最好的机器人和远程任务也无法与人类在地面上所做的工作相比,人类在月球表面驱动科学方面拥有更多潜力,这将比远程或机器人研究进展更快、更精细。
当然,谁也不否认机器人或许能够带回更多的月球岩石。但是宇航员精确部署留在月球上的仪器,比如地震检波器网络,它可以让科学家们看到月球内部,以便更好地了解月球的结构和测量陨石的影响。
月球南极
关于目标非月球南极的说法,NASA科学家认为,其实在哪里着陆并不重要,最关键的是学到一些新的东西。不管是不是南极,我们都要学习有价值的科学,其实月球的很大一部分还有待探索。
然而,南极的目标是相当诱人的,因为科学家已经在那里发现了锁在月球表面以下的水冰,而且NASA工程师们相信,他们可以通过一种叫做就地资源利用的过程来获取这些冰。这些技术可以提取冰并将其融化为人类饮用水,或者将其分解成氢和氧作为火箭燃料,这将对人类的可持续计划提供重要的帮助。
我们知道地球和月球在土壤特征,重力,甚至是流体的行为方面都有很大的不同。但如果上述想法奏效,这将彻底重塑阿波罗创造的人类在月球上可持续的想法。
但是想要实现“可持续”并不是一朝一夕的事。从长远的角度来看,科学家和工程师可能不得不解决阿波罗计划期间没有问题但很容易成为问题的问题。例如,在月球上着陆的航天器会释放出大量的尘埃,这些尘埃的问题非常严重。举例来说,如果你正在建造一个月球基地,你将一次又一次地降落在同一个地方,你很可能会吹起很多灰尘,这些灰尘可能会袭击你的栖息地、仪器或探测器。
当然,上述问题这只是一个方面,月球是一个贫瘠的世界,我们不能只是去露营,我们必须学习如何在一个完全荒凉的地区工作。这意味着我们要习惯在一个陌生的行星表面工作,然后暂时忘掉我们可以用来做燃料的微生物和化石历史,以及我们在地球上已经习惯的所有其他东西。
除了技术,在月球上建立人类可持续存在可能还需要学习更好地相处,毕竟人与人之间的相处需要磨合。你认为呢?