内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰市025350
摘要：天然气是一种清洁、高效的能源产品。我国经济的快速增长推动了对天然气需求，随着国内可持续发展战略和加强环保等政策的实施，国内对天然气的需求将与日俱增。基于我国多煤，少油，缺气这一能源的基本国情，近年来，煤制天然气项目成为了煤化工的一个重要发展方向。本文分析了煤制天然气项目的技术经济。
关键词：煤制天然气；项目；技术经济；
煤炭经过气化、净化和甲烷化过程，生成天然气和其他附属产品。发展煤制天然气作为常规天然气的补充，可以保障天然气供应的多元化，平抑进口天然气价格，还可以减少粉尘污染，具有积极意义。但也有观点认为，煤制天然气是一次能源之间的转化，成本高、能效低，不符合低碳、高效的发展方向。因此业界对于煤制天然气的经济性、能效等存在较多争议。
一、选择要素
一般而言，气化技术的比较和选择需考虑的主要因素包括煤种适应性、装置规模、下游装置对合成气的要求、气化装置运行的可靠性和业绩、性能指标、国产化水平、环境影响等，兹分析如下。
1.煤种适应性。各种煤气化技术对原料煤质都有一定的要求，需要根据项目原料煤的情况，选用适宜的煤气化技术。
2.产品要求。不同的产品对煤气化有不同的要求，以煤为原料生产天然气与生产别的化工产品不同，气化产生的粗煤气中甲烷和烃类物质不仅是有效气成分，且热值更高，还可减少甲烷化的负荷。
3.气化装置运行的可靠性和业绩。正常情况下选择具有长周期稳定运行业绩的气化装置是气化技术的一个重要参考因数。
4.性能指标。评价煤气化技术的性能指标除技术指标，如有效气含量、氧耗、煤耗与动力消耗、冷煤气效率与热效率外，根据项目的实际情况对应经济指标，如配套锅炉用燃料煤的用量、备煤装置的投资、甲烷化装置的投资等经济指标也是选择要素的一个方面。
5.国产化水平。国产化水平不仅影响到投资费用，还影响到建设进度。在选取气化技术时应尽量考虑选择国产化程度高、专有设备少的煤气化技术。
二、煤制天然气项目的技术经济分析
1.各种煤气化技术特点的简要对比。煤的气化分类无统一标准，目前比较通用的分类方法是按煤与气化剂在气化炉内运动状态将其分为固定床(移动床)、流化床(沸腾床或输运床)和气流床三大类。一是固定床。固定床(移动床)气化，常见的有间歇式气化炉(UGI)和连续气化炉两大类。前者多用无烟煤或焦碳为原料，间歇气化，基本是常压，粗合成气中有效气含量低，单炉产气量小，产生的吹风气对环境污染较大，煤的粒度要求15~50mm，需要一定的机械强度和热稳定性。二是流化床。流化床又称沸腾床或输运床，是将粒度较小(<10mm)的煤粒在炉内气化，用气化剂作为流化剂自下向上吹过，将煤粉浮起成为流化态或者将煤粉带出形成循环。要求较高的灰熔点，以便固态排渣。常见的流化床有高温温克勒(HTW)、灰熔聚、U-Gas、循环流化床等。三是气流床。气流床是利用气化剂将煤粉或煤浆从喷嘴中高速喷出，使两股物料在气化室空间混合、碰撞，形成一定流场，在高温1250~1700℃下快速完成反应。从原料形态分为水煤浆和干煤粉，从气化热能回收形式分为激冷流程和废锅流程，从气化炉气化室结构形式分为水冷壁和耐火砖。但原料制备要求高，需要磨煤制高浓度水煤浆或干燥；耗氧气量较高；水冷壁需要挂渣良好，才能达到“以渣抗渣”效果；耐火砖需要定期检查、更换。
2.经济评价。
（1）煤制天然气的市场需求。2010年大多数发达国家的人均天然气消耗量为600~3000立方米，世界人均消费量为460立方米，而中国仅为66立方米，远低于世界平均水平和欧美发达国家。近十年来天然气消费量增长迅速，年均递增16%，预计到2020年可以达到人均257立方米，天然气消费量达到4000亿立方米，2030年达到6200亿立方米。中国的能源结构以煤炭为主，2013年国内天然气消费占总能源消费的5.9%(远低于世界平均水平23.7%)。根据“中国能源发展中长期规划”，2030年天然气将占一次能源的10%，并成为重要的清洁能源之一。我国的能源结构为富煤、贫油、少气，煤制天然气的原料为低质褐煤，是一个适宜的煤炭利用途径；煤制天然气可以促进城市终端用户使用清洁能源，减少煤炉造成的各种污染。综上，适度发展煤制天然气具有一定市场前景和较好社会效益。
（2）煤制天然气竞争力分析。比较了多个地点、不同气化路线和生产规模的煤制天然气成本。在新疆或内蒙东部采用碎煤固定床加压气化工艺，生产规模为40亿m3/年，原料为褐煤，价格170元/吨，煤制天然气生产成本为1.059元/，m3其中原料成本占41.3%，动力费用18.2%，二者合计59.6%，折旧维护费28%。在内蒙或陕西采用水煤浆气化工艺，规模为16亿m3/年，原料为长焰煤，价格300元/吨，生产成本为1.591元/m3，其中原料成本占52.5%，动力费用5.3%，二者合计57.8%，折旧维护费29.3%。表明煤炭价格是影响煤制天然气成本的主要因素。另外折旧与维护费用所占比例也比较高，投资成本规模也是影响生产成本的重要因素。按照40亿m3/年煤制天然气项目规模，根据新疆哈密、内蒙东胜和陕西榆林的坑口煤价，西气东输一线天然气价格为0.522元/m3，陕京线供气价格为0.681元/m3，各地煤制天然气价格均高于西气东输一线和陕京线的国产天然气，难以竞争。西气东输二线的进口天然气在霍尔果斯门站完税价为2.20元/m3，按照管输费递远递增原则，到达沿海价格会更高，因此煤制天然气对进口天然气具有价格优势。早期沿海城市的进口液化天然气(LNG)价格较低，但按照国际原油价格80美元/bbl，估算的进口LNG价格为2.77元/m3(含气化成本)，煤制天然气对新增LNG具有竞争力。与进口液化气(LPG)相比，目前新疆煤制天然气输送到华南的价格仅相当于国际原油价格为35美元/bbl的LPG价格，近期虽然石油价格大幅波动，但不可能降至如此低价，因此煤制天然气对进口液化气依然具有价格优势。虽然目前煤制天然气具有一定价格优势，但是国内在建与规划项目超过30个，如果全部建成投产，年产量为1000亿m3，将对天然气市场造成冲击，导致产能过剩，影响煤制天然气的销售价格和竞争力，因此应合理规划布局，严格审批。我国煤炭价格已是开放的市场价格，主要受
供需关系、国际市场能源价格的影响。因铁路运输能力有限，煤制天然气项目所用原料煤均为特定矿产煤，一般按成本加利润的方式确定煤价。
尽管煤制天然气项目气化技术应用已有先例，但煤气化技术的可选择面很广，面对的煤种情况和建设条件千差万别，在项目建设规划阶段，要开放思维，防止机械照搬。有必要结合项目具体条件，从煤种适应性、应用业绩、装置大型化、煤炭资源综合利用、污水处理难度和投资等多角度综合考虑，对气化技术进行全面的比选和论证。在国家规定的能效水耗要求、社会关注的清洁环保性能、企业追求的经济效益三者之间进行综合评估，兼顾多方需求，找到最佳平衡点。
参考文献：
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