長(cháng)期以來(lái)，我國煤制天然氣（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“煤制氣”）產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。隨著(zhù)近年來(lái)我國霧霾天氣頻頻出現，為防治嚴重霧霾污染，煤制氣迎來(lái)迅猛發(fā)展的契機。2012年國家發(fā)布《天然氣發(fā)展“十二五”規劃》、2013年發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計劃》，都有力推動(dòng)了煤制氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內多家企業(yè)也紛紛啟動(dòng)了煤制氣項目。
有數據顯示，國家能源局規劃到2020年煤制氣產(chǎn)量目標為500億立方米/年，但目前我國建成、在建或擬建的煤制氣項目已超過(guò)60個(gè)，年預計產(chǎn)業(yè)規模遠遠超過(guò)了規劃目標。
今年7月22日，國家能源局下發(fā)了《關(guān)于規范煤制油、煤制天然氣產(chǎn)業(yè)科學(xué)有序發(fā)展的通知》，明確了嚴格能源轉化效率、水耗、排放等產(chǎn)業(yè)準入要求，對煤制氣的發(fā)展做出了進(jìn)一步規范，規定年產(chǎn)20億立方米及以下規模的煤制氣項目不再審批通過(guò)，并嚴禁在煤炭資源凈調入省發(fā)展煤制氣項目。
對于借助霧霾天氣防治而迅速發(fā)展的煤制氣產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，這一紙文件被解讀為對煤制氣行業(yè)的“降溫”。
國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心主任李俊峰表示，雖然有著(zhù)政策利好因素，但水耗、能耗、污染處理以及碳排放等實(shí)際問(wèn)題，也著(zhù)實(shí)讓不少煤制氣企業(yè)陷入兩難境地。尤其是煤制氣項目在生產(chǎn)過(guò)程中水資源消耗量較大，目前我國煤制氣項目多布局在西北干旱、環(huán)境敏感區域，對水資源和生態(tài)環(huán)境來(lái)說(shuō)，都將成為難以承受之重。
政策、經(jīng)濟因素推動(dòng)煤制氣產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展
目前我國建成、在建或擬建的煤制氣項目已超過(guò)60個(gè)，年總產(chǎn)能超過(guò)2600億立方米，為國家規劃2020年總量規模的5倍
煤炭是我國的主體能源。近年來(lái)，面對日趨嚴重的大氣污染，減少燃煤、改變以煤為主的能源結構，成為大氣污染治理的重點(diǎn)。許多省市在能源規劃中，也提出擴大天然氣供應的目標，我國對天然氣供應的需求也因此與日俱增。
在“富煤、缺油、少氣”的資源條件下，發(fā)展煤制氣產(chǎn)業(yè)成為現實(shí)的選擇。
事實(shí)上，在2012年前煤制氣并不受鼓勵，甚至是限制發(fā)展的對象。國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心主任李俊峰表示，煤制氣與煤制油、煤制甲醇等其他煤化工產(chǎn)品類(lèi)似，但其生產(chǎn)過(guò)程中在節能、節水和二氧化碳排放方面處于劣勢地位。因此長(cháng)期以來(lái)，國家將其作為高耗能、高污染、高耗水的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行管理，其發(fā)展也受到了限制。
“近年來(lái)，在我國中東部地區出現的大面積霧霾污染，嚴重危害到人們的身心健康，構建清潔能源體系成為我國當前社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展的戰略需求。”李俊峰說(shuō)。
2013年9月，國務(wù)院出臺了《大氣污染防治行動(dòng)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。這也為之前一直嚴控的煤制氣產(chǎn)業(yè)提供了發(fā)展契機。
除了政策因素之外，近年來(lái)煤炭?jì)r(jià)格下降、天然氣需求量迅速增加，也成為推動(dòng)中西部產(chǎn)煤區紛紛上馬煤制氣項目的一個(gè)重要因素。
李俊峰說(shuō)，煤制氣在國內的發(fā)展幾經(jīng)周折。2011年以前，煤炭?jì)r(jià)格高企，煤制氣成本在每立方米兩元左右，與國內常規天然氣價(jià)格持平，煤制氣生產(chǎn)幾乎無(wú)利可圖。不過(guò)，從2011年起，隨著(zhù)國內外煤炭?jì)r(jià)格持續下跌，天然氣價(jià)格迅速增長(cháng)，煤制氣生產(chǎn)成本下降到每立方米1.7元左右，而國內常規天然氣價(jià)格維持在每立方米2.5元以上。
此外，我國正在加快調整能源結構，加大天然氣等清潔能源供應。據統計，2013年，我國天然氣消費量達1676億立方米，年進(jìn)口天然氣530億立方米，估計供需缺口達到了220億立方米/年。
“特別是京津冀控制霧霾的各項措施出臺，天然氣成為稀缺資源。例如北京新增天然氣的門(mén)站價(jià)格高達每立方米3.14元，這導致煤制氣的價(jià)格競爭優(yōu)勢增強。”李俊峰說(shuō)，煤氣價(jià)格變化、天然氣需求量和進(jìn)口量持續增長(cháng)的發(fā)展趨勢，為我國中西部產(chǎn)煤地區發(fā)展煤制氣產(chǎn)業(yè)提供了較大的利潤空間和發(fā)展機遇，也成為中西部地區化解煤炭產(chǎn)能過(guò)剩和拉動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展的新機遇。
李俊峰說(shuō)，據不完全統計，截至2013年10月，我國建成、在建或擬建的煤制天然氣項目共61個(gè)，年總產(chǎn)能達到2693億立方米。這些項目大部分布在嚴重缺水的內蒙古自治區、新疆維吾爾自治區等西部地區。
按國家能源局規劃，到2020年，我國煤制氣產(chǎn)量目標為500億立方米/年，而目前煤制氣產(chǎn)業(yè)規模已經(jīng)達到了計劃總量規模的5倍。
七成煤制氣項目位于水資源緊張區域
目前已獲批煤制氣項目有75%處于水資源高度緊張地區。煤制氣耗水量巨大，水資源問(wèn)題將成為其必須面對的一道坎兒
雖然算算經(jīng)濟賬，煤制氣產(chǎn)業(yè)有著(zhù)一條不錯的出路，但水資源問(wèn)題仍是一道繞不過(guò)的坎兒。
數據顯示，從煤制氣的產(chǎn)能規模來(lái)看，內蒙古自治區的鄂爾多斯市及周邊的蒙西地區、新疆維吾爾自治區占了主要部分；從項目分布看，被統計的已建或在建、擬建中煤制氣項目，有46個(gè)分布在水資源非常貧乏的西北地區。
以?xún)让晒抛灾螀^鄂爾多斯市為例，2015年全市用水總量指標是16.58億立方米、2020年是16.79億立方米，但2012年其用水總量已達15.69億立方米。目前鄂爾多斯市共承接了總計436億立方米/年煤制氣項目，這些項目每年預計將消耗高達3億立方米的水資源。
2011年中央“1號文件”提出推行最嚴格的水資源管理政策，對用水等進(jìn)行總量控制。李俊峰認為，即使煤制氣可行，也不應該集中在嚴重缺水的西北部地區。
據估算，煤制氣的平均耗水量約為煤直接利用的18倍。按照國家要求，生產(chǎn)1000立方米煤制氣的最高水耗不能超過(guò)6.9噸，但在實(shí)際運行中，耗水往往都會(huì )超過(guò)這個(gè)標準。
李俊峰說(shuō)，由于煤制氣的耗水量主要集中在生產(chǎn)過(guò)程，每千立方米耗水量高達8噸以上，約占全生命周期的42%， 考慮到我國發(fā)展煤制氣產(chǎn)業(yè)項目大部分集中在西部水資源貧乏地區，發(fā)展煤制氣必然會(huì )對當地本來(lái)就很脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)更大的負面影響，同時(shí)擠占了這些地區發(fā)展其他產(chǎn)業(yè)和人民生活水平提高的水資源空間。
目前，我認為水安全比能源安全形勢更重要、更緊迫。能源是戰略資源，但水是生命之源。如果未來(lái)我國所需求的水有10%需要到國外采購的話(huà)，屆時(shí)生存都可能會(huì )出現問(wèn)題。”李俊峰強調，從水安全角度來(lái)說(shuō)，煤制氣必然受到巨大的制約。特別是在嚴重缺水的西部地區，不應該把發(fā)展煤制氣及發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)作為拉動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)的戰略舉措。
廈門(mén)大學(xué)能源經(jīng)濟研究中心主任林伯強也表示，生產(chǎn)煤制氣需要消耗大量水資源。目前通過(guò)國家發(fā)改委審批開(kāi)展前期工作或者已經(jīng)被核準的煤制氣項目，大多集中在中西部煤炭資源比較豐富的地區，這些地區的水資源卻往往比較缺乏。
“如果新建的煤制氣項目加劇這些地區缺水現狀，水資源供給問(wèn)題反過(guò)來(lái)將會(huì )對煤制氣生產(chǎn)和收益造成負面影響，需要慎重對待。”林伯強說(shuō)。
有研究機構指出，迄今為止，我國已獲批的煤制氣項目75%處于水資源高度緊張的地區。這些項目全部投產(chǎn)后，將會(huì )加劇干旱地區本來(lái)就缺水的窘境。同時(shí)，由于中西部干旱地區在雨季和旱季之間的水供應變化無(wú)常，也會(huì )使得煤制氣企業(yè)面臨隨時(shí)減產(chǎn)甚至暫時(shí)停產(chǎn)的風(fēng)險。
總煤炭消耗量、溫室氣體排放量增加
從全生命周期來(lái)看，煤制氣過(guò)程中的煤耗和溫室氣體排放都在增加。對于減排來(lái)說(shuō)，相當于減在A(yíng)區，增在B區
煤制氣產(chǎn)業(yè)為治理霧霾而生，但在“制”的過(guò)程中卻消耗了更多的煤，產(chǎn)生了更多的溫室氣體。
據清華大學(xué)氣候政策研究中心測算，北京市每年從內蒙古引進(jìn)40億立方米煤制氣，這將替代北京市約894萬(wàn)噸的煤炭消費，而內蒙古自治區因為每年生產(chǎn)40億立方米煤制氣會(huì )增加煤炭消費約1203萬(wàn)噸。盡管北京市因為使用煤制氣替代煤炭而減少了約738萬(wàn)噸的溫室氣體排放，但兩地總計將會(huì )凈增加約377萬(wàn)噸的溫室氣體排放。
華南理工大學(xué)化工與能源學(xué)院院長(cháng)錢(qián)宇也表示，煤制氣效率僅為55%，是比較低的，有很多能量損失。從國家層面來(lái)說(shuō)，總煤炭消耗量將會(huì )大幅增加。
根據國家對煤制氣的耗煤量指標計算，每生產(chǎn)1000立方米煤制氣就會(huì )排放出4.83噸二氧化碳。2000多億立方米的總產(chǎn)能，每年排放的二氧化碳將會(huì )超過(guò)10億噸。
“雖然國家發(fā)改委曾要求新疆準東煤制氣示范項目利用煤制氣工廠(chǎng)產(chǎn)生的高濃度二氧化碳，在周?chē)吞镩_(kāi)展驅動(dòng)及封存的試驗示范，但根據現有的已公開(kāi)資料，目前沒(méi)有一個(gè)項目配套涉及了碳捕捉、封存和利用項目。”錢(qián)宇說(shuō)。
錢(qián)宇表示，在城市用煤制氣供熱比直接燃煤供熱，可減少98%的霧霾污染物排放，降低霧霾效果顯著(zhù)，但二氧化碳的排放量將直線(xiàn)上升。
李俊峰做的一項研究顯示，煤制氣排放的二氧化碳的大部分來(lái)自燃料生產(chǎn)過(guò)程，占到了其全生命周期二氧化碳排放的70%左右。從全生命周期來(lái)看，相當于煤制氣的煤耗和溫室氣體排放減在A(yíng)區、增在B區。
對此，李俊峰強調，由于煤制氣替代其他技術(shù)都會(huì )產(chǎn)生更高的能源消耗及溫室氣體排放，發(fā)展煤制氣將擠占各地的能源消費總量和碳排放空間，增加我國能源消耗總量和溫室氣體排放總量。
“煤制氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從某種程度上來(lái)說(shuō)，是以整體一次能源消費和溫室氣體排放來(lái)?yè)Q取部分地區的能源結構優(yōu)化，并不適宜作做為清潔化、低碳化措施在全國大規模推廣。從全局看，這與能源體系低碳化發(fā)展方向是相悖的。”李俊峰說(shuō)。
林伯強也認為，如果從全國范圍來(lái)看，煤制氣沒(méi)有達到改變以煤炭為主的能源結構目的，也達不到減少碳排放的
目的，因為將生產(chǎn)過(guò)程考慮在內，煤制氣的溫室氣體和其他污染物排放，比直接使用煤炭還要多。大規模發(fā)展煤制氣替代燃煤，實(shí)際上只是將污染排放從東部轉移到了西部，整體上還是增加了全國的排放量。
煤制氣是機動(dòng)車(chē)燃料較好替代方案
從經(jīng)濟性比較情況看，除了替代車(chē)用燃料外，發(fā)展煤制氣并不具有優(yōu)勢，并且替代車(chē)用燃料的可行性也是有條件的
李俊峰將煤制氣與燃煤大、中型鍋爐，電磁爐、汽油小汽車(chē)、柴油公交車(chē)等能源使用方式，從全生命周期進(jìn)行了技術(shù)環(huán)境指標分析比較。他發(fā)現與其他技術(shù)相比，煤制氣全生命周期的能源消耗將增加20%~110%，水資源消耗是其他技術(shù)的4倍~6倍，二氧化碳排放量比其他替代技術(shù)分別高出10%~270%。
“從削減包括二氧化硫和氮氧化物在內的污染物角度來(lái)看，除了替代燃煤發(fā)電之外，其環(huán)境效益是可以接受的，其中以替代車(chē)用燃料的優(yōu)勢最大，分別可以減少70%的二氧化硫和氮氧化物的排放。”李俊峰說(shuō)。
在煤制氣替代經(jīng)濟指標上，假設天然氣價(jià)格為3元/立方米、煤炭成本500元/噸、居民用電0.56元/度、柴汽油價(jià)格為8元/升。李俊峰經(jīng)粗略比較發(fā)現，使用煤制氣發(fā)電是燃煤發(fā)電上網(wǎng)平均價(jià)格的2.5倍；在供熱方面，煤制氣成本分別是中、大型燃煤鍋爐的4倍、5倍；替代家庭炊事，煤制氣價(jià)格與常規天然氣、電炊持平，是蜂窩煤的兩倍；替代車(chē)用燃料，煤制氣價(jià)格是普通汽油和柴油的一半。
“從經(jīng)濟性比較情況看，除了替代車(chē)用燃料外，發(fā)展煤制氣并不具有優(yōu)勢，并且替代車(chē)用燃料的可行性也是有條件的。”李俊峰說(shuō)。
錢(qián)宇對此分析表示認同。他也表示，煤制氣僅在機動(dòng)車(chē)燃料上是較好的替代方案，“煤制氣用于公交燃氣方面要優(yōu)于柴油。但如果用甲醇替代柴油做為公交車(chē)燃料的話(huà)，比煤制氣更有優(yōu)勢，不僅能更有效地減少污染物排放，還可利用我國過(guò)剩的甲醇產(chǎn)能。”
不能一擁而上發(fā)展煤制氣
一擁而上發(fā)展煤制氣，將對我國能源供應體系建設、應對氣候變化和環(huán)境帶來(lái)不可估量的負面影響
中德可再生能源合作中心執行主任陶光遠表示，當前煤制氣產(chǎn)業(yè)得以迅猛發(fā)展，一個(gè)重要的原因是為了治理燃煤污染，但燃煤污染，“錯不在煤而在人”。
陶光遠把德國魯爾區與北京進(jìn)行了比較，魯爾區面積只有北京的1/3，其燃煤電站裝機功率與北京相當，每年還可煉2000多萬(wàn)噸鋼。但其空氣中的PM2.5濃度不到北京的1/3。
“柏林的Moabit熱電聯(lián)供站距德國總理府的距離不到3000米，德國紐倫堡市的垃圾焚燒廠(chǎng)距市中心市場(chǎng)廣場(chǎng)不到3000米。1992年，德國有16%家庭燃煤采暖，現在仍有幾百萬(wàn)個(gè)燃煤采暖爐，但城市環(huán)境依然非常干凈。”陶光遠說(shuō)，紐倫堡垃圾焚燒廠(chǎng)煙塵排放為0.08mg/m3~1.19mg/m3，而中國的大部分燃煤發(fā)電廠(chǎng)的煙塵排放標準為50mg/m3左右，燃煤發(fā)電廠(chǎng)未來(lái)的煙塵排放標準是小于20g/m3~30mg/m3，上海外高橋第三發(fā)電廠(chǎng)的煙塵排放情況為11mg/m3。
“事實(shí)證明，燃煤不是個(gè)環(huán)境問(wèn)題。中國如果實(shí)現燃煤電廠(chǎng)的‘近零排放’，也就是將燃料價(jià)格再增加20%~30%左右，即每千瓦時(shí)不到0.1元錢(qián)。但如果使用天然氣發(fā)電，每千瓦時(shí)就要增加到0.3元多，相差不少。中國的燃煤電廠(chǎng)污染物排放哪怕能達到上海外高橋的水平，今天中國的粉塵污染也可減少80%左右。”陶光遠說(shuō)。
陶光遠建議，為解燃眉之急可發(fā)展少量煤制氣。但從長(cháng)遠看，國家應考慮與國際能源體系接軌，重點(diǎn)發(fā)展常規和非常規天然氣生產(chǎn)，而非煤制氣。
李俊峰則表示，有關(guān)部門(mén)應統籌考慮我國優(yōu)化能源結構、控制環(huán)境污染和應對氣候變化三方面的壓力和要求，制定我國清潔和低碳能源的發(fā)展目標。
“誠然，我國很多城市都面臨著(zhù)防治霧霾的緊迫壓力，但它也可成為各地減排的動(dòng)力。因此，我國應全面考慮能源發(fā)展、環(huán)境保護和應對氣候變化大局，從全生命周期的角度，綜合評估各項能源技術(shù)的能源、環(huán)境和經(jīng)濟指標。”
李俊峰建議，一方面利用價(jià)格杠桿，將環(huán)境、資源等外部成本內部化，對能源的發(fā)展進(jìn)行合理引導；另一方面，大力推動(dòng)國內的可再生能源和清潔能源供 應，并積極加強國際能源合作，通過(guò)能源國際化道路，推動(dòng)我國能源的清潔化和低碳化發(fā)展進(jìn)程。
林伯強認為，對于煤化工，國家的基調應當是在支持的同時(shí)加以限制。無(wú)論如何，政府應當制定合理的規劃，對包括煤制氣在內的煤化工產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展加以引導。
“國家最近設立了較高的煤制油氣準入門(mén)檻，也明確了基本產(chǎn)業(yè)政策：煤制油氣不能停止發(fā)展、不宜過(guò)熱發(fā)展和禁止無(wú)序建設；堅持量水而行、清潔高效轉化、示范先行、科學(xué)合理布局、自主創(chuàng )新等基本原則；示范項目必須符合產(chǎn)業(yè)政策，以及滿(mǎn)足具體的能源轉化效率、能耗、水耗、二氧化碳排放和污染物排放等指標。綜合起來(lái)應該是很全面了，但是現實(shí)中是否能夠真正規劃和引導煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，還需要地方政府的配合，以及政府對行業(yè)發(fā)展的有效監管。”林伯強說(shuō)。
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