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一方面,隨著《大氣污染防治行動計劃》、《天然氣發展“十二五”規劃》等重大政策的發布,煤制氣行業政策利好頻傳。進入2013年以來,監管部門對煤制氣項目的審批明顯提速。另一方面,大唐克什克騰旗項目、新疆慶華項目一期等先行示范項目建成投產,試運行良好,煤制氣產業化規模化的條件正逐漸具備。業界對煤制氣的未來發展大多持樂觀態度,但煤制氣在經濟、環保等方面的表現也引發討論。
2013年9月,國務院印發《大氣污染防治行動計劃》,作為加快清潔能源替代利用的方式之一,煤制氣被賦予重要角色。該計劃明確規定,“制定煤制天然氣發展規劃,在滿足嚴格的環保要求和保障水資源供應的前提下,加快煤制天然氣產業化和規模化步伐。”業界認為,煤制氣發展的根本推動力是解決大氣污染,該計劃的發布明確為大型煤制氣項目保駕護航,為之前一直嚴控的煤制氣打開政策閘門。此前,由于爭議頗多,各地盲目上馬,2010年6月,國家發改委上收煤制氣項目審批權,并嚴令各地地方政府不得擅自核準或備案煤制氣項目。2011年3月,再次明確禁止建設年產20億立方米及以下的煤制氣項目。
國家發改委公布的《天然氣發展“十二五”規劃》亦規定,到2015年,國產天然氣供應能力達到1760億立方米左右,其中煤制氣約150-180億立方米,“十二五”期間,開展煤制氣項目升級示范,進一步提高技術水平和示范規模,“十一五”期間國家已核準的煤制氣項目要盡快達產達標。
這一年,煤制氣項目的審批持續提速。2010年6月,國家收緊煤制氣審批權*,國內僅有四個煤制氣項目獲批,分別是:大唐發電克旗年產40億立方米項目、大唐發電阜新年產40億立方米項目、內蒙匯能年產16億立方米項目和新疆慶華集團年產55億立方米項目。
但進入2013年,閘門放松,審批提速。2013年初,中電投新疆霍城60億立方米項目、新汶礦業新疆伊犁40億立方米項目、中海油山西大同40億立方米項目等多個煤制氣項目獲得國家發改委“路條”(開展前期工作的函)。上海申弘閥門有限公司主營閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
2013年9月在內蒙古舉行的“2013煤制天然氣戰略發展高層論壇”又傳出信息稱,近又有7個項目獲得了開展前期工作的批文。整個2013年,已有20多個煤制氣項目獲得了“路條”。據測算,未來3年煤制氣投資規模將超過2400億元。而據媒體不*統計,目前,國內煤制天然氣項目規劃數量已逾60個,總體規劃規模在2600-2700 億立方米。在煤制氣配套管輸方面,目前已有三條煤制氣外輸管道建成,分別是伊寧-霍爾姆斯、克什克騰旗-北京、阜新-沈陽的輸氣管線。2013年,中石化新粵浙輸氣管道建設獲得國家發改委“路條”,該線路總長7927公里,覆蓋新疆、山東、浙江、廣東等12個省區,年輸氣能力300億立方米,更是給行業注入一針強心劑。
另一個令行業振奮的消息是*示范項目的投產。2013年底,我國*煤制氣示范項目之一——大唐內蒙古克什克騰旗煤制氣示范項目正式投運,所產的*批煤制氣進入中石油管網輸往北京。該項目全部建成后,總生產規模將達到40億立方米/年,成為北京第二大氣源。
根據中石油與大唐簽署的“煤制天然氣購銷協議”,預計從2013年12月起,大唐克旗煤制氣項目每天將向北京市供氣400萬立方米,可有效緩解北京天然氣供應緊張局面,并對整個華北地區天然氣市場的供需平衡起到積極作用。
此前,另一*示范項目——新疆慶華55億立方米/年煤制氣項目一期工程于2013年8月竣工投產,所產煤制氣進入西氣東輸管網。業界認為,這兩個示范項目的建成投產,將意味著煤制氣產業化規模化的條件正逐漸具備,在政策與投資推動下,煤制氣即將進入大規模產業化階段,將*“十二五”新型煤化工。
人工煤氣是以煤或重油為主要原料制取的可燃氣體,按其生產方式不同可分為以下三種:
1.干餾煤氣
將煤隔絕空氣加熱到一定溫度時,煤中所含揮發物開始揮發,產生焦油、苯和煤氣,剩留物后變成多孔的焦炭,這種分解過程稱為“干餾”。利用焦爐、連續式直立炭化爐(又稱伍德爐)和立箱爐等對煤進行干餾所獲得的煤氣稱為干餾煤氣。
在干餾過程中,由于終溫度不同,又可分為高溫干餾和中溫干餾。它們所產生的干餾煤氣,則稱為全焦煤氣和半焦煤氣。利用焦爐生產高溫干餾煤氣,它的剩留物為焦炭。利用炭化爐、立箱爐生產中溫干餾煤氣,它的剩留物為半焦,通常稱為熟煤。
干餾煤氣的主要成分為氫、甲烷、一氧化磷等,熱值為27000千焦/米3(標準)左右。干餾煤氣的產氣率為300—500米3/噸煤,是我國城市燃氣主要氣源之一。
2.氣化煤氣
固體燃料的氣化是熱化學過程。煤可在高溫時伴用空氣(或氧氣)和水蒸氣為氣化劑,經過氧化、還原等化學反應,制成以一氧化碳和氧為主的可燃氣體,采用這種生產方式生產的煤氣,稱為氣化煤氣。
氣化煤氣按其生產方法(氣化劑)的不同,主要可分為以下幾種:
(1)混合發生爐煤氣是生產混合發生爐煤氣的設備。它以空氣和水蒸氣作為氣化劑,煤與空氣及水蒸氣在高溫作用下制得混合煤氣。其中一氧化碳含量為27.5%,熱值約5410 千焦/米3(標準)。
混合發生爐煤氣由于毒性較大,熱值低,不能作為城市燃氣的*氣源。一般用于摻入高熱值煤氣(干餾煤氣及油制煤氣)中配制成城市燃氣,也常用作焦爐燃燒室加熱。
(2)水煤氣以水蒸氣作為氣化劑,在高溫下與煤或焦炭作用制得水煤氣。水煤氣主要成分為一氧化碳和氫氣,其中一氧化碳含量達38.5%左右,氫含量40%左右,熱值約為11000千焦/米3(標準)。水煤氣生產成本較高,一般只作為高峰負荷時的補充氣源。水煤氣發生爐為了提高水煤氣熱值,可在出口處下端設置增熱器,從頂部噴注燃料油,使之受熱裂解,這樣便能提高水煤氣的熱值,這種改良型水煤氣爐稱為增熱水煤氣爐。經過增熱的水煤氣,它的熱值可達18000—19000千焦/米3(標準)。
3.油制氣
油制氣是以石油(重油、輕油、石腦油等)為原料,在高溫及催化劑作用下裂解制取。
油制氣按制取方法不同,可分為重油制氣和輕油制氣。重油制氣又可分為重油蓄熱裂解制氣和重油蓄熱催化裂解制氣。重油蓄熱裂解制氣,每噸重油可產氣500—600米3,熱值約為33000—38000千焦/米3(標準);重油蓄熱催化裂解制氣,每噸重油可產氣1100—1300米3,熱值約為19000—21000千焦/米3(標準)。
輕油制氣工藝有多種制氣方法可供選擇。采用適宜的制氣方法和各種工藝過程(如脫CO2、CO變換、甲烷化、增熱、深度改質等)的組合,便可適應各種制氣規模并能生產出各種燃燒特性的燃氣。
輕油制氣的原料選擇范圍很廣,可以用石腦油、液化石油氣、油田伴生氣、天然氣凝析油、煉油廠尾氣、天然氣、甲醇等為原料。
油制氣的主要成分為烷烴、烯烴等碳氫化臺物,以及少量的一氧化碳,裂解后的副產品有苯、萘、焦油、炭黑等。生產油制氣基建投資少,自動化程度高,生產機動性強,油制氣既可作為城市燃氣的基本氣源,又可作為城市燃氣供應高峰的調節氣源。
諸般利好之下,2013年煤制氣的行業態勢正呈現出以下典型特征。
*,發展煤制氣的主力是大型央企。煤制氣屬資金密集型行業,據悉,一個年產40億立方米煤制天然氣項目需投資約200-300億元。目前,國內煤制天然氣的主力以神華、中海油、華能、華電、大唐、國電、中電投等大型能源央企為主。另外,民營資本也不甘寂寞,2013年一期項目建成投產的新疆慶華55億立方米/年煤制氣項目即是由民企新疆慶華能源集團投資,總投資逾300億元,亦是目前國內民營企業中產業規模大的同類*示范項目。
第二,新疆和內蒙古成為發展煤制氣的主戰場。由媒體梳理的一份目前完整的煤制氣項目名單顯示,截至2013年底,全國共計61個已建、在建、擬建煤制氣項目中,有53個位于新疆和內蒙古,其中新疆即占37個。目前,規劃中的共計2693億立方米/年煤制氣產能,僅新疆就占比近七成。
第三,煤制氣及相關工程領域被普遍看好。今年以來,煤價持續下跌,國內天然氣漲價,這也為煤制氣的發展帶來利好。2013年,多個咨詢機構及業界專家均對煤制氣未來表示樂觀。有機構稱,煤制氣由于能源效率高、技術成熟,將充分受益我國天然氣產業的爆發式發展。2013年初,中國石油董事長周吉平預計,今年我國天然氣的供需缺口將達到80億立方米,但到年終,國家發改委預測供需缺口達220億立方米。長遠來看,煤制氣將成為天然氣缺口的生力軍。
受此影響,煤制氣工程領域亦被看好。廣發證券報告稱,對煤制氣項目,假設項目總投資的60%屬于工程部分,那么工程投資總額將達到8000 億元,而處于設計和施工階段的工程投資額將達到2500 億元左右,相對于部分已完工項目的工程投資285 億元,市場前景客觀可觀。其中,中國化學占主導地位,目前參與、設計了絕大部分在建煤制天然項目。
在被普遍被看好的同時,業界對煤制氣項目的隱憂也逐漸浮現。現階段,煤制氣存在的主要問題包括以下幾個方面。
*,經濟效益問題。煤價與天然氣價存在一定的對應關系,在目前煤炭市場清淡、煤價處于低谷的情況下,煤制氣可能會有一定的經濟效益,但未來煤炭價格不排除上漲的可能性。據煤炭科學研究總院北京煤化工研究分院副院長陳亞飛測算,如煤價為每噸500元,煤制氣的原料成本為2.15元;如煤價為每噸200元,煤制氣的原料成本則降至0.86元。當煤價固定在每噸300元以下時,煤制氣項目應有收益。且未來頁巖氣走向如何亦對煤制氣有較大影響。
第二,環保問題。2013年,杜克大學研究者對中國大規模發展煤制氣表達了環保擔心,其研究報告稱,目前九個獲批項目的合計371億m3/年煤制氣產能,生命周期內,溫室氣體的排放量是常規天然氣的七倍。假如這些煤制氣項目開工后實際產能為設計的90%,且連續運營40年,二氧化碳排放量將達210億噸,而同期使用常規天然氣的二氧化碳排放量僅為30億噸,中國想要實現溫室氣體減排目標必將面臨巨大挑戰。該報告還稱,每生產1000m3煤制氣約需消耗6至12噸水,按照設計產能的90%計,這些項目開工后每年耗水將逾兩億噸,而新疆、內蒙等地水資源頗為緊張。
第三,管道運輸問題。2013年底才通氣的大唐克旗項目,即是由于管輸問題才將正式通氣時間延宕至今。管網是制約煤制氣經濟效益的重要管卡,有業內專家認為,由于我國的天然氣管網都為少數石化*壟斷,它們如果不愿別的企業進入,就會像過去的電網寡頭,通過上網價格來限制。短線管網企業可以自建,但長距離管網投資巨大,運輸則必須依靠中石油、中石化等,而如若第三方氣源難以經濟合理通過現有長輸管線輸送,煤制氣的發展將被大大掣肘。與本文相關的論文有:油氣改革拉升閥門行業