我国目前已建成和在建的煤制天然气项目全部在西部地区,西部地区的优势是煤炭资源丰富,煤价低廉,缺点是水资源缺乏,产品天然气输送距离远,加上天然气管网的天然垄断性质,造成了高昂的输送成本。在能源价格较低的时期,低廉的煤价仍不能弥补项目的经济上的困难。 分析这些项目落户西部地区的主要原因是,在煤炭资源紧张的年代,这些项目大多有配套的煤炭资源,煤炭资源价值高,再加上地方政府有煤炭转化比例的要求,促成了这些项目在西部布局。 目前,有部分企业根据当前形势的变化,提出在东中部地区,利用西煤东运、北煤南运等煤炭运输通道布局煤制天然气项目,转化的天然气进入当地管网或转化为LNG后就地消纳,替代分散燃煤,弥补当地天然气不足的缺口。这是我国煤制天然气领域出现的新动向。我们认为在东中部地区布局煤制天然气项目具有以下的效益。
一、有利于东部地区的雾霾治理
例如,东部地区已完成设计方案的某项目,位于天然气管网末端,历来严重缺气,区域散煤燃烧产生了大量污染。该项目年转化煤炭约700万吨,全部作为原料使用,不设燃煤锅炉,没有锅炉烟气排放。项目年产天然气20亿方,可替代散煤670万吨/年,减少二氧化硫排放约5万吨/年,减少氮氧化物排放约4万吨/年;同时联产燃料甲醇90万吨/年,作为清洁能源锅炉(甲醇锅炉)燃料可替代小锅炉散煤270万吨/年。而项目生产过程仅排放二氧化硫34吨/年,氮氧化物967吨/年,仅相当于超低排放电厂的3%和44%。该项目建成后,清洁能源产品合计可替代分散燃煤900万吨/年,将显著改善区域的空气质量,相当于净削减煤炭消费量200万吨/年。
二.有利于化解煤炭过剩产能
我国煤炭行业已形成较严重的产能过剩局面,是国家化解产能过剩的重点领域,国家原则上三年之内不再新增煤炭产能,铁路、水运等煤炭运输能力也非常宽松。在东中部地区建设煤制气已不像“十一五”和“十二五”期间存在与电煤和其他行业争煤的问题,相反,东中部地区的煤制天然气有利于发挥现有中西部煤炭产能和煤炭运输通道的运力,对国民经济相关行业具有带动作用。
三.有利于废弃物和副产品综合利用
煤制天然气副产品主要是脱硫过程中副产的硫磺(或硫酸),及煤气化后的灰渣。西部地区人口密度小,灰渣制建材等市场容量小,灰渣处理困难,大部分只能堆存。副产硫磺(或硫酸)运输距离远。而东中部地区人口密度大、经济发达,灰渣可通过制砖、水泥、铺路等综合利用途径消纳,不需要堆存。副产的硫磺、硫酸等也很容易利用。副产高浓度CO2也容易用于食品和工业气体销售。
四.水资源比较容易保障
水资源制约是西部地区煤炭转化的制约瓶颈,而东中部地区降雨量大、水系发达,水资源制约程度小,供水问题容易解决。
五.低油价下项目经济性仍然较好
我们通过对多个煤制天然气项目经济性分析的结果积累的经验认为,影响煤制天然气项目经济性因素,按重要程度排序,首先是天然气价格,是对投资内部收益率最为敏感的因素,其次是项目投资,再次是煤价。东中部消费地天然气价格较高,因此,在当前的条件下,东中部消费地建设煤制天然气项目的经济性并不差,甚至还好于西部地区。
东中部地区建设煤制天然气项目要把握几个原则
1禁止新建燃煤锅炉
东中部消费地大气环境的负荷较重,建设煤制天然气项目时,煤炭应全部作为原料使用,不能作为燃料。大型机组驱动动力应依托现有的大型电厂直供电(或蒸汽),已利消化过剩的电力产能,或采用IGCC多联产供电,水电资源丰富的地区可以用水电驱动,把煤炭转化过程的排放降到最低。
2要采用更清洁的煤气化技术
西部地区煤制天然气项目多采用固定床气化或固定床+气流床组合气化技术,东中部地区环境要求高,应优先采用更为洁净的气流床气化技术,减少对局部环境的影响。
3装置规模要适当
东中部消费地煤制天然气直接进入当地管网,应考虑区域管网的容量和当地消费量来确定装置规模,不一定建设年产40亿立方米的超级大厂,可以考虑建设年产20亿方等级的厂,甚至10亿方等级的厂也可以考虑。煤制天然气项目的单系列经济规模是10亿立方米/年(相当于180万吨/甲醇),从经济规模来看已比较合理。
4污水处理措施要严格
东中部地区虽然有纳污水体,但是环境承载力也有限,应尽量做到项目污水不外排,或者在水体自净能力可承受的地区建设。
5适当考虑多联产
东中部地区的煤制天然气工厂可考虑区域市场情况,联产部分化工产品,如甲醇、烯烃、乙二醇、合成氨、氢气等合成气化工产品,实现“一头多尾”的洁净煤气化多联产,为我国的煤炭高效清洁转化开创一条新的道路。