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1.4 我國合成天然氣產業展望

我國天然氣供需形勢緊張,對外依存度高,難以滿足國民經濟的快速發展,甚至威脅到國家能源戰略安全,這決定了我國發展合成天然氣的必要性和緊迫性。但我國煤炭資源儲量豐富,合成天然氣工藝各關鍵技術和裝備基本成熟化、國產化,并在國內外均有商業化案例,借助我國較為完善的天然氣管網等基礎設施和國家相關產業政策扶持,發展合成天然氣產業具有可行性。因此,我國合成天然氣產業必將朝著大型規模化產業集群方向發展,在我國能源領域發揮積極作用。

1.4.1 國家高度重視

基于我國“富煤、貧油、少氣”的資源特點,煤炭在我國能源結構中的主導地位在較長一段時間內難以改變。日趨增長的煤炭運輸費用促使人們尋找煤炭利用和傳輸的新途徑;日益嚴格的環保要求促使人們尋找煤炭利用中減少對環境的危害的新方式;持續增加的天然氣需求促使人們尋找天然氣供應新渠道。這些使得煤炭潔凈轉化為天然氣成為一項重要的戰略選擇,成為我國優化能源結構和保障能源安全的重要手段,用煤制天然氣來替代民用及其他分散用煤也是環境保護的需要。天然氣在我國一次能源中的消費比重由2010年的3.5%上升至2018年的8%,但仍明顯低于世界24%、亞洲11%的平均水平。全國大范圍出現霧霾天氣,促使以北京為首的多個省市加速“煤改氣”進程。從資源、政策和經濟性上講,采用低階煤生產天然氣是低階煤利用的一種有效方式。

在當前天然氣供應緊張、能源利用結構迫切需要調整的背景下,國家一直高度重視煤制天然氣產業的發展,在規劃上設定了近期目標并不斷細化,在實施上強調了示范先行和有序推進,在配套上推行了油氣管網開放和市場化運作。煤制天然氣產業涉及的因素比較多,國內煤制天然氣示范項目還沒有長期商業化運行經驗,因此國家對于煤制天然氣總體仍堅持“高度重視、示范先行、規范發展、有序推進”這一思路,限定環保、資源等前置條件,并強調升級示范和總量控制。

(1)在戰略上,“立足國內,多元發展”一直是我國能源基本政策和戰略方針之一

在戰略上,“立足國內,多元發展”一直是我國能源基本政策和戰略方針之一,煤制天然氣被認為是實現這一戰略的一個重要途徑。國家基于“少油、貧氣、煤炭資源相對豐富”的能源特點,將煤制天然氣作為能源供應體系的重要組成部分,并在公開文件中不斷體現。特別是在《中國的能源政策》和《能源發展戰略行動計劃(2014—2020年)》中明確將“立足國內”列為我國現代能源發展四大戰略之一,“堅持立足國內,將國內供應作為保障能源安全的主渠道,牢牢掌握能源安全主動權……,完善能源替代和儲備應急體系,著力增強能源供應能力”。在“積極發展能源替代”方面,提出“穩妥實施煤制油、煤制氣示范工程”,“穩妥推進煤制油、煤制氣技術研發和產業化升級……,形成適度規模的煤基燃料替代能力”。

(2)在規劃上,國家一直高度重視、目標明確,并不斷細化

煤制天然氣是煤炭高效清潔轉化利用的一個重要方式,是增加國內天然氣供應量的一項重要選擇,是大氣污染防治的一項重要工作,受到了國家的高度重視,從陸續出臺的規劃等文件中可以看到,國家對煤制天然氣產業一直高度重視,并在發展目標、發展條件、具體措施等方面不斷細化。《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》明確煤制天然氣功能定位是協同保障進口管道天然氣的供應安全,解決富煤地區能源長距離外送問題,為大氣污染防治重點區域工業、民用、分布式能源(冷熱電三聯供)、交通運輸提供清潔燃氣,替代散煤、劣質煤、石油焦等燃料,有效降低大氣污染物排放,2020年煤制天然氣產能將達到170×108m3/a。

(3)在實施上,國家一直堅持示范先行、嚴格準入、規范發展、有序推進

2009—2010年,國家發改委先后核準了內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣項目、內蒙古匯能煤制天然氣項目、遼寧大唐國際阜新煤制天然氣項目、新疆慶華煤制天然氣項目,將這四個項目作為示范工程推進煤制天然氣產業化示范。國家能源局等相關部門一直跟蹤這些項目的進展和運行情況,同時組織相關單位進行了多項專題研究和研討。

伴隨著國內煤化工產業出現投資過熱、無序發展的跡象,特別是隨著大唐克什克騰、新疆慶華、內蒙古匯能煤制天然氣示范工程建設及試運行的逐步開展,煤制天然氣產業發展中的煤源、水資源保證以及環保問題逐步暴露,由此導致一些環保組織和國內外研究機構對煤制天然氣產業發展存在的問題高度關注。在此背景下,國家發改委對煤化工產業一直堅持示范先行、嚴格準入、規范發展、有序推進的產業政策,先后三次發文,規范煤制天然氣等新型煤化工產業科學發展,對相關問題作了進一步強調和明確。

同時,為了規范煤制天然氣產業的發展,國家相關部門組織了有關標準的制定。其中國家強制性標準《煤制天然氣單位產品能源消耗限額》(GB 30179—2013)于2014年4月中旬正式頒布;《煤制合成天然氣》(GB/T 33445—2016)國家標準于2017年7月1日起實施,該標準的實施對規范我國煤制天然氣產業的質量管理,提升煤制天然氣產業的工藝和裝置制造技術水平,保障煤制天然氣行業的健康發展具有重要的推動作用。

盡管如此,從2013年2月開始,又有8個煤制天然氣項目獲得國家同意開展前期工作,這些項目的產能合計722×108m3/a,都有一些示范內容,但到目前為止,僅有2個煤制天然氣項目得到國家發改委核準。

(4)在配套上,國家要求油氣管網開放,鼓勵多元投資;推行價格改革,實施市場運作,為煤制天然氣等企業產品外送創造了條件

內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣項目、慶華煤制天然氣項目建成之初受管線并網外送限制長時間無法投入運營,直至2013年,在有關部門協調下獲準并入中石油管網,實現產品煤制天然氣外送。

在目前油氣行業縱向一體化的體制下,為解決非常規油氣生產出來以后“無管網可輸送”的問題,解決上、下游多元化市場主體的開放需求問題,進一步規范油氣管網設施開放相關市場行為,形成全國統一布局的管網系統,保障油氣安全穩定供應。在產業配套方面,近來國家產業政策強調要求油氣管網開放,鼓勵多元投資,推行價格改革,并實施市場運作。

1.4.2 市場前景廣闊

從市場供需角度來看,我國煤制天然氣合理規模到2020年約為300×108m3,到2030年約為500×108m3,峰值達到800×108m3

我國可供天然氣資源包括國產常規天然氣、非常規頁巖氣與煤層氣、煤制天然氣、國外進口管道氣和LNG。依據國家天然氣、煤層氣、頁巖氣發展“十二五”規劃,并參考相關文獻對資源勘探開發前景的分析,預測各類資源供應潛力大致如下。

①國產常規天然氣資源(包括致密氣)主要來自四川盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、南海海域等。其中,致密氣資源品質低、投資大、成本高、開發效益差,屬于典型的非常規天然氣資源,也是技術基本成熟、短期內可以快速上產的最現實資源類型,但目前我國未將致密氣列入非常規資源管理,缺少必要的扶持政策支持,發展積極性受到影響。2013年常規氣產量為1178×108m3,同比增長9.8%。國家天然氣發展“十二五”規劃提出:2015年國內常規氣的產量將達到1385×108m3。根據目前勘探開發形勢并參考相關文獻,預計2020年國內常規天然氣產量大致為1800×108m3,2030年可增加到2500×108m3

②非常規天然氣資源包括煤層氣和頁巖氣,是未來我國天然氣上產的重點領域。煤層氣在國內已實現商業開采,2013年地面抽采量約30×108m3;頁巖氣尚處于摸索試采階段,2013年產量約為2×108m3。《國家煤層氣(煤礦瓦斯氣)開發利用“十二五”規劃》提出,2015年煤層氣地面開發產量達到160×108m3;《頁巖氣發展規劃(2011—2015年)》提出,2015年實現頁巖氣產量65×108m3,2020年力爭達到600×108~1000×108m3。筆者按穩健開發的方式考慮,2015年煤層氣產量按60×108m3、2020年按120×108m3考慮,2030年將達到300×108m3。頁巖氣方面盡管美國已實現“頁巖氣革命”,但我國剛啟動先導試驗項目,勘探開發經驗非常有限,對可采儲量認識不足,關鍵成套技術仍在探索完善之中,同時規模開發還面臨水資源短缺和環境風險,實現規劃目標面臨非常大的挑戰。穩妥考慮,頁巖氣產量2015年按60×108m3、2020年按300×108m3考慮,2030年將達到600×108m3

③煤制天然氣目前已有4個項目獲得國家發改委核準并投入建設生產,分別是慶華集團在新疆伊寧的55×108m3項目、大唐國際在赤峰克什克騰旗的40×108m3項目、大唐國際在遼寧阜新的40×108m3項目,以及內蒙古匯能公司在鄂爾多斯的16×108m3項目,合計產能151×108m3。其中大唐國際克什克騰一期、新疆慶華一期各13.75×108m3于2013年12月正式投產供氣。

④進口管道天然氣主要有3個方向:a.中亞方向,氣源來自土庫曼斯坦、哈薩克斯坦等中亞國家;b.緬甸方向;c.俄羅斯東線,經過長達20年馬拉松式的前期研究和談判,2014年5月22日普京總統訪華期間兩國石油公司簽訂了購銷合同,計劃向中國供氣。

⑤沿海LNG進口資源采購比較靈活,根據現有合同,2015年進口資源量大致為400×108m3,2020年預計將增至600×108m3,2030年同樣按2020年資源量考慮。

綜合上述各類資源,并減去油氣田生產自耗、管道耗氣和儲氣庫墊底氣,常規氣、煤層氣、頁巖氣的商品率平均按90%計算,預計2020年商品氣達到3500×108m3,2030年有望達到4800×108m3

1.4.3 環境保護需求

在天然氣供應不足的情況下,用煤制天然氣來代替民用及其他分散用煤是環保的需要。我國煤炭利用方式中,民用及其他分散用煤約占10%,這些用戶排放的二氧化硫和氮氧化物無法集中治理或治理難度很大。按照國家統計局公布的2013年我國煤炭消費總量24.75億噸標準煤計算,則用于民用和其他分散用煤的量約為2.475億噸標準煤。按標準煤中含硫量2%計算,則完全燃燒后每年產生990萬噸二氧化硫,占到國家統計局公布的2013年2044萬噸二氧化硫排放的48.4%。按照1000m3天然氣消耗標準煤2.3t折算,2.475億噸標準煤可生產1000多億立方米天然氣,硫回收效率按照99.8%計算,每年將少排放二氧化硫988萬噸。

如按照中國工程院《中國能源中長期(2030年、2050年)發展戰略研究》課題組提出的我國煤炭工業可持續發展產能不超過38×108t測算,若生產800×108m3煤制天然氣,約消耗低品質煤炭4.8×108t,占全國煤炭產量的10%,可以說是控制在合理范圍內。

生物質經過氣化技術制備得到的天然氣被稱為生物質合成天然氣(bio-synthetic natural gas,Bio-SNG),這一技術被認為是“第二代生物燃料”技術,Bio-SNG被認為是一種綠色燃氣,可以混入現有的天然氣管網中運輸使用,其應用前景十分可觀,歐盟計劃到2030年在天然氣管網中使用10%,即550×108m3由生物質制備的天然氣。該技術對生物質原料適用范圍較大。

我國也一直從多方面鼓勵生物質(如秸稈)燃氣項目,并取得積極進展。

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