淺析天然氣制甲醇與煤炭制甲醇的經(jīng)濟性

曾凡保

摘 要：根據(jù)重慶地區(qū)煤炭和天然氣價格，收集煤制甲醇和天然氣制甲醇投資數(shù)據(jù)及消耗，建立煤制甲醇和天然氣制甲醇的經(jīng)濟評價模型，計算模擬對比甲醇成本。根據(jù)已有的天然氣和煤炭價格數(shù)據(jù)，結(jié)合國際原油價格，預(yù)測今后的兩種原料的價格趨勢，分析兩種工藝甲醇路線今后的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：天然氣；煤炭；成本 ；經(jīng)濟評價 ；布倫特原油

前言

近年來，受原料價格和國際原油價格的影響，化工產(chǎn)品價格不斷回暖，甲醇產(chǎn)品價格從2016年的1700元/噸上漲到如今的2800元/噸。同時，其制取原料天然氣和煤炭價格也出現(xiàn)了不同程度的變化，在此情況下，分析兩種工藝路線的甲醇成本，判斷今后的發(fā)展趨勢，對同行業(yè)的經(jīng)營管理決策具有一定的參考意義。

天然氣制甲醇

目前， 以天然氣為原料制甲醇合成氣的工藝總體上可分為 3 個大類， 一類是蒸氣催化轉(zhuǎn)化， 其中包括傳統(tǒng)蒸氣催化轉(zhuǎn)化、聯(lián)合蒸氣催化轉(zhuǎn)化和預(yù)轉(zhuǎn)化工藝； 第二類是以部分氧化為核心的轉(zhuǎn)化工藝， 包括非催化部分氧化和催化部分氧化（自熱式轉(zhuǎn)化） ； 第三類是熱交換器型轉(zhuǎn)化工藝， 其中以 ICI 和凱洛格的換熱型器式轉(zhuǎn)化器為代表。實際工業(yè)生產(chǎn)中，天然氣制甲醇工藝主要以蒸汽裝換法（SMR）為主， 參照周邊化工園區(qū)公用工程價格及網(wǎng)上85萬噸/年天然氣制甲醇相關(guān)信息，建立天然氣制甲醇經(jīng)濟評價模型，技術(shù)參數(shù)參照行業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)定取值，以發(fā)改委重慶地區(qū)天然氣價格1.36元/方計算，得到2017年甲醇完全成本約為1650元/噸，如果以天然氣價格作為參考變量，其余條件作為不變量考慮，設(shè)定其價格為A元/方，則有如下如下成本公式：

甲醇完全成本=882.74A+445.30（1）

煤制甲醇

目前世界上普遍采用的以煤為原料制取合成氣的成熟工藝主要有魯奇加壓固定床氣化法、德士古水煤漿氣化法以及 GSP、Shell 的干煤粉加壓氣化法，我國也自主研發(fā)了灰融聚氣化法。由于氣流床

氣化工藝具有技術(shù)先進、能耗低、環(huán)保效果好、碳轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點，大型甲醇煤氣化技術(shù)多選用氣流床氣化技術(shù)[2]。由于川渝地區(qū)所用煤炭多為粉煤，故工藝路線采用分煤氣化技術(shù)，參考網(wǎng)上180萬噸煤制甲醇的投資和消耗，結(jié)合周邊化工園區(qū)內(nèi)公用工程價格，建立煤制甲醇的經(jīng)濟評價模型，相關(guān)參數(shù)參照行業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)定取值，按照秦皇島2017年5000大卡煤炭價格460元/噸計算，得到2017年煤制甲醇的完全成本約為1420元/噸，如果以煤炭價格作為參考變量，其余條件作為不變量考慮，設(shè)定其價格為B元/噸，則有如下如下成本公式：

甲醇完全成本=1.43B+763.96（2）

以上的成本是基于180萬噸/年甲醇的規(guī)模計算，由于天然氣甲醇規(guī)模為85萬噸/年，為了便于同等規(guī)模比較，因規(guī)模效益的影響，實際同等規(guī)模的煤制甲醇成本比上述成本要高。另外，由于川渝地區(qū)煤礦較少，煤炭資源緊張，其煤炭采購價格要高于秦皇島煤炭價格，綜合考慮以上因素，川渝地區(qū)煤制甲醇的成本向上浮動25%，即煤基合成氣制甲醇成本初估如下：

單位甲醇完全成本=1.79B+954.96（3）

按照成本公式（3）計，2017年川渝地區(qū)煤制甲醇的完全成本約為1770元/噸。

初步對比可知，目前川渝地區(qū)天然氣制甲醇成本比煤制甲醇的成本略低。為了能更加清晰的說明二者的以后的關(guān)系趨勢，可以適當(dāng)?shù)膶γ禾績r格和天然氣今后的價格進行分析預(yù)測。

天然氣價格預(yù)測

我國天然氣目前價格實施的是“市場凈回值”定價法，綜合考慮我國天然氣市場資源流向、消費和管網(wǎng)分布現(xiàn)狀，選取上海市場（中心市場）作為計價基準(zhǔn)點，并建立中心市場門站價格與可替代能源價格掛鉤機制，以中心市場天然氣門站價格為基礎(chǔ)，考慮天然氣市場資源主體流向和管輸費用，并兼顧各省社會經(jīng)濟發(fā)展水平，確定省級門站價格。其中可替代能源品種選擇燃料油和液化石油氣（LPG），權(quán)重分別為60%和40%。

根據(jù)我國發(fā)改委文件[2015]351號文件《國家發(fā)展改革委關(guān)于理順非居民用天然氣價格的通知》，結(jié)合2017年下半年以來燃料油和液化石油氣等可替代能源價格變化情況，自增量氣和存量氣價格實現(xiàn)并軌。我們基于發(fā)改委文件——發(fā)改價格[2011]3033號文件中的公式

P（NG）=0.9×[0.6×PFU×HNG/HFU+0.4×PLPG×HNG/HLPG]×（1+T）為基礎(chǔ)，選取相應(yīng)的參數(shù)，可測算出相應(yīng)的天然氣價格?；?017年國際布倫特原油價格，以及基于同期中國海關(guān)發(fā)布的燃料油和液化石油氣價格數(shù)據(jù)測算得出的上海天然氣價格，對兩組數(shù)據(jù)進行線性回歸分析，可推導(dǎo)出以布倫特原油價格為變量的上海天然氣，

重慶地區(qū)的天然氣價格為上海天然氣價格-0.48，則有重慶地區(qū)天然氣價格與布倫特原油價格關(guān)系如下：

P（NG）= 0.0026×P（brent）+1.3653 （4）

煤炭價格分析預(yù)測

2008年之前，我國煤炭價格受國際油價影響較大。但2008年后，我國煤炭價格與國際油價的關(guān)聯(lián)性降低，主要受宏觀經(jīng)濟情況和國際原油價格影響，基于2008～2017年煤炭價格歷史數(shù)據(jù)，我國GDP年均增長率以及國際布倫特原油價格，對歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)擬合分析，可推導(dǎo)出秦皇島5000大卡煤炭與布倫特原油價格的關(guān)聯(lián)公式：

P（QHD）=2.0257×Pbrent+329.15 （5）

經(jīng)濟性對比及結(jié)論

結(jié)合天然氣制甲醇成本以及天然氣價格預(yù)測相關(guān)公式（1）和（4），有如下關(guān)系成立：

天然氣甲醇成本=2.29×Pbrent+1650.50（6）

結(jié)合煤制甲醇成本以及煤炭價格預(yù)測相關(guān)公式（3）和（5），有如下關(guān)系成立：

煤炭甲醇成本=3.62×Pbrent+1543.31 （7）

在不同的布倫特原油價格下，有如下數(shù)據(jù)：

從以上公式及相關(guān)數(shù)據(jù)計算表明，在布倫特原油價格較低的情況下，煤制甲醇的完全成本比天然氣制甲醇的成本更低，更具有競爭力；但在原油價格上升到一定程度時，天然氣制甲醇的成本競爭力會逐漸增強。測算表明，兩者的分界點的布倫特原油價格為80美元/桶左右。

結(jié)束語

為便于比較分析，文中所有的價格和成本均為無稅價格。由于我國天然氣價格實施的非市場定價機制，上述的天然氣預(yù)測價格公式僅能作為歷史數(shù)據(jù)的驗證，對我國的天然氣未來價格預(yù)測參考價值有限。

參考文獻：

[1]馬寧 諸 林， 天然氣制甲醇的工藝現(xiàn)狀及發(fā)展前景. 化工時刊，2006，10，20，11（64）

[2]任光， 我國煤制甲醇工業(yè)工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析. 化肥設(shè)計，2016，10，54，5（6）