發(fā)展煤制氣 不宜作為國家戰(zhàn)略

文/李俊峰 楊秀

發(fā)展煤制氣 不宜作為國家戰(zhàn)略

文/李俊峰 楊秀

近年來，從中央到地方均將優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的目光轉(zhuǎn)向了煤制天然氣項(xiàng)目，將煤制天然氣作為煤炭清潔利用和終端能源消費(fèi)的替代措施，以緩解天然氣供應(yīng)不足的矛盾。國家對煤制天然氣發(fā)展的政策雖然仍表現(xiàn)出對環(huán)境問題的擔(dān)憂，但已逐步轉(zhuǎn)向謹(jǐn)慎支持煤制天然氣發(fā)展。

從2011年起，國內(nèi)煤炭產(chǎn)能過剩導(dǎo)致的國內(nèi)外煤炭價格持續(xù)下跌和天然氣價格迅速上漲，為中西部產(chǎn)煤地區(qū)發(fā)展煤制天然氣提供了較大利潤空間，成為煤化工行業(yè)新的投資熱點(diǎn)。

根據(jù)國家有關(guān)文件，到2015年我國煤制氣供應(yīng)能力將達(dá)到90億方，到2017年達(dá)到320億方。據(jù)統(tǒng)計，到目前為止，獲得有關(guān)部門核準(zhǔn)的煤制天然氣項(xiàng)目有4個、獲得開展前期工作“路條”的煤制天然氣項(xiàng)目有17個，這些項(xiàng)目合計產(chǎn)能為1215億方/年（一期產(chǎn)能650億方/年），其中85%的產(chǎn)能分布在嚴(yán)重缺水的新疆、內(nèi)蒙古地區(qū)。

我們選擇了主要幾種煤制天然氣替代常規(guī)能源技術(shù)，選取包括原料開采、燃料生產(chǎn)（發(fā)電）、終端消費(fèi)的全生命周期作為不同研究階段，對使用煤制天然氣替代和使用原常規(guī)能源進(jìn)行分別研究，對在相同產(chǎn)出下的一次能耗、耗水量、污染物排放、二氧化碳排放和經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行比較分析，得出主要結(jié)論如下：

一次能耗的比較。以煤制天然氣替代一些傳統(tǒng)能源的技術(shù)，無論是發(fā)電、供熱鍋爐、炊事還是機(jī)動車，煤制天然氣的全生命周期一次能耗都比被替代技術(shù)高。其中，煤制天然氣替代燃煤發(fā)電會增加能耗50%；替代車用燃料（包括汽油和柴油）增加能耗80%；替代燃煤大型鍋爐供熱和天然氣發(fā)電為最劣替代選項(xiàng)，都將增加110%的能耗。

但值得注意的是，煤制天然氣的全生命周期能耗中有50%以上是在生產(chǎn)過程中消耗的，與被替代能源技術(shù)相比，其全生命周期能耗中的終端利用能耗要低得多。

水資源消耗的比較。煤制天然氣生產(chǎn)過程中水資源消耗量較大，約需要7噸水/千立方米。因此，從水資源消耗的角度看，發(fā)展煤制天然氣是不合理的。而且與幾種被替代技術(shù)相比，從全生命周期的水資源消耗來看，煤制天然氣只有在替代燃煤發(fā)電和替代電磁爐炊事時的水資源消耗基本持平，而如果替代散燒煤爐炊事、燃煤鍋爐供熱和天然氣發(fā)電的話，水資源消耗將會變?yōu)樵鹊?～6倍。

我們通過對煤制天然氣發(fā)電和燃煤發(fā)電的水耗進(jìn)行比較可以看出，雖然天然氣發(fā)電過程中的水耗僅為燃煤發(fā)電的56%，但煤制天然氣生產(chǎn)過程中的高水耗使得煤制天然氣發(fā)電的全生命周期水耗與燃煤發(fā)電相比并沒有明顯優(yōu)勢。若直接采用天然氣發(fā)電，水耗將僅為煤制天然氣發(fā)電的58%、為煤電的35%。就節(jié)水而言，天然氣發(fā)電優(yōu)于煤制天然氣發(fā)電，煤制天然氣發(fā)電優(yōu)于煤電。

污染物排放的比較。除替代燃煤超超臨界發(fā)電外，其他技術(shù)，包括煤制天然氣替代供熱鍋爐、電磁爐、機(jī)動車的傳統(tǒng)燃料等，在全生命周期過程中確實(shí)可以在一定程度上減少二氧化硫和氮氧化物的全生命周期排放。而且，由于煤制天然氣的排放主要出現(xiàn)在燃料生產(chǎn)過程，對于終端利用側(cè)來說，使用煤制天然氣替代燃煤和燃油，可以大大緩解當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴疚锱欧艈栴}。但對于煤制天然氣的生產(chǎn)側(cè)來說，卻排放了全生命周期中的絕大部分。

從降低包括二氧化硫和氮氧化物在內(nèi)的傳統(tǒng)污染物角度看，除了替代燃煤發(fā)電之外，煤制天然氣的環(huán)境效益是可以接受的，其中以替代車用燃料為最優(yōu)，分別可降低70%的二氧化硫和氮氧化物排放。

煤制天然氣70%二氧化碳排放來自燃料生產(chǎn)過程。從全生命周期來看，煤制天然氣的二氧化碳排放高于全部被替代能源和技術(shù)。因此，從控制溫室氣體排放角度看，發(fā)展煤制天然氣是極為不合理的，其全生命周期的二氧化碳排放量比其他替代技術(shù)分別高出10%至270%，尤其替代常規(guī)天然氣發(fā)電、車用燃料以及集中供熱最不合理，二氧化碳排放將分別增加270%、170%和60%。

經(jīng)濟(jì)合理性分析。僅從相對價格水平來分析煤制天然氣技術(shù)替代的經(jīng)濟(jì)性，假設(shè)天然氣價格為3元/方、煤炭500元/噸、居民用電0.56元/度、柴汽油價格為8元/升，對此條件下用戶端經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行粗略比較，得出結(jié)論如下：使用煤制天然氣發(fā)電，其上網(wǎng)電價水平與常規(guī)天然氣發(fā)電持平，是燃煤發(fā)電平均價格的2.5倍；用煤制天然氣供熱，其成本分別是中型和大型燃煤鍋爐的4倍和5倍；用煤制天然氣替代家庭炊事，價格與常規(guī)天然氣和電炊持平、是蜂窩煤的2倍；用煤制天然氣替代車用燃料，其價格是普通汽油和柴油的一半。

因此，從經(jīng)濟(jì)性分析來看，煤制天然氣僅與車用燃料比較時才有競爭力。但是，當(dāng)前中國的天然氣價格分別是歐洲的2倍、北美的4倍，如果常規(guī)天然氣價降至歐盟水平，或者油價大幅下跌，再考慮可能的碳稅等因素，煤制天然氣相對于車用燃料的比較優(yōu)勢也將不復(fù)存在。

綜上，筆者認(rèn)為，煤制天然氣具有一定示范性，但不宜作為國家戰(zhàn)略。可以說，煤制天然氣對終端消費(fèi)地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和溫室氣體減排，其實(shí)是以全局一次能源消費(fèi)增加為代價的，而且從全局來看，其與能源體系的低碳化發(fā)展方向是相悖的。

煤制天然氣必須量水而行?？紤]到我國發(fā)展煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的項(xiàng)目大部分集中在內(nèi)蒙古、新疆等西部水資源貧乏地區(qū)，發(fā)展煤制天然氣實(shí)際上會對當(dāng)?shù)乇緛砭秃艽嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境帶來較大的負(fù)面影響，同時擠占了這些地區(qū)發(fā)展其他產(chǎn)業(yè)和人民生活水平提高的水資源空間。因此，嚴(yán)重缺水的地區(qū)必須在水約束的剛性前提下謀劃煤制氣及煤化工的發(fā)展。

從控制我國溫室氣體排放峰值和控制能源消費(fèi)總量的角度考慮，我國也不應(yīng)大規(guī)模發(fā)展煤制天然氣。綜合評估各項(xiàng)能源技術(shù)的一次能耗、環(huán)境效益和溫室氣體排放，煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從某種程度上來說，是以整體一次能源消費(fèi)和溫室氣體排放來換取部分地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并不適宜作為清潔化、低碳化措施在全國大規(guī)模推廣。

從能源安全和能源國際化的角度考慮，也不宜大規(guī)模發(fā)展煤制天然氣。目前除中國外，世界上還沒有任何一個國家大規(guī)模發(fā)展煤制天然氣。其實(shí)，目前國際石油和天然氣市場供應(yīng)相對寬松，除考慮可暫時解決個別地區(qū)天然氣短缺，發(fā)展少量煤制天然氣以解燃眉之急外，長遠(yuǎn)看我國應(yīng)考慮與國際能源體系接軌，充分利用兩種資源、兩個市場，重點(diǎn)提升天然氣產(chǎn)量。

相關(guān)部門應(yīng)統(tǒng)籌考慮我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、控制環(huán)境污染和應(yīng)對氣候變化三方面的壓力和要求，制定我國清潔和低碳能源的發(fā)展目標(biāo)，并將煤制天然氣等相關(guān)問題作為“十三五”的重大課題，予以重視。應(yīng)全面考慮能源發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和應(yīng)對氣候變化大局，從全生命周期的角度，綜合評估各項(xiàng)能源技術(shù)的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，一方面利用價格杠桿，將環(huán)境、資源等外部成本內(nèi)部化，對能源的發(fā)展進(jìn)行合理引導(dǎo)；另一方面，大力推動國內(nèi)的清潔能源和可再生能源供應(yīng)，并積極加強(qiáng)國際能源合作，通過能源國際化道路，推動我國能源的清潔化和低碳化發(fā)展進(jìn)程。

總之，在當(dāng)前的技術(shù)水平下，我國應(yīng)謹(jǐn)慎發(fā)展煤制天然氣，或限制和有條件地發(fā)展煤制天然氣，切不可不計后果、一擁而上地盲目發(fā)展，否則這種產(chǎn)業(yè)體系一旦形成，將長期固化下去，并對我國能源供應(yīng)體系建設(shè)、應(yīng)對氣候變化和環(huán)境保護(hù)帶來不可估量的負(fù)面影響。