摘要：煤制天然气是新兴的能源发展方向，是天然气产业结构调整优化的发展方向之一。煤制天然气具有经济效益好、环境污染低、适用性较强等特点。本文从我国煤制天然气技术发展现状入手，分析我国煤制天然气甲烷化技术，结合煤制天然气经济性研究，探索我国煤制天然气未来发展措施。
关键词：煤制天然气；技术发展；经济性分析
1天然气现状
随着我国城市化进程的不断加快，天然气应用范围也越来越广，天然气供需矛盾逐渐显现，部分地区天然气缺口较大，单纯依靠国内生成天然气已经不能完全满足国内天然气需求，1-10月份我国天然气消费量为1465亿立方米，增长了2.7%，而今年 1 至 10 月，我国进口天然气总量为 482 亿立方米，同比增长2.6%；目前，我国天然气进口主要是东南海运天然气与西气东输的境外管道部分，主要是俄罗斯和中亚国家进口，进口天然气价格受到国际天然气价格波动影响较大，加之天然气定价权并没有话语权，因此国际形势与天然气价格波动对我国天然气能源安全造成一定威胁。我国的能源现状是“富煤、缺油、少气”，我国2007年11月已经禁止了天然气制甲醇，并且限制煤炭充足地区的天然气发电，煤制天然气可以利用劣质煤进行天然气制造，在实践过程中取得了很好的经济效益，煤制天然气与液化天然气和常规天然气相比，主要是可以依托我国丰富的煤炭资源，而且煤制天然气采用的原料煤大多为高水分、低热值的褐煤，与煤发电相比，在经济效益、环境保护等方面都具有良好的实践应用效果，可以有效降低二氧化碳排放量。此外，煤制天然气生产成本要低于进口天然气成本，对稳定天然气市场价格具有十分重要的意义，煤制天然气可以调节天然气高峰与非高峰，天然气用量一般在冬季需求量更大，煤制天然气可以直接通过现有天然气管道进入到生产生活中，供应企业与个人生产与取暖用，而在天然气需求低谷期可以将天然气用于发电与战略储存。
2 煤制天然气经济性分析
2.1 我国煤制天然气成本构成
我国煤制天然气成本构成主要由建设成本、运行成本、人工成本等构成。以规模为40亿立方米/年的煤制天然气项目为例，建设成本大约为200.9亿元，煤价格为200元/吨，催化剂为55元/千立方米，电为0.6元/度，水耗6.3吨/千立方米，水费5元/吨，最终计算的生产成本为1.54元/立方米。从目前经济发展形势看，煤制天然气的煤炭成本在未来很长时间内会始终处于低位运行，一是，煤炭市场供需矛盾突出，煤炭总体市场处于买方市场，煤炭供给量要大于市场需求；二是，环境问题。当前雾霾等环境问题增强了人民对煤炭能源的担心，对新型能源替代煤炭需求旺盛，煤炭经济总体位于地位运行；三是，煤制天然气应用的经济效率和环境效益要高于煤炭应用。
2.2 我国煤制天然气盈利情况
根据不同煤制天然气工艺流程与生产成本，不同地域的煤制天然气出厂价格不同。此外煤制天然气进入管道运输还需要扣除一定的运输费用和营业税、增值税。从目前来看，我国虽然在天然气价格上存在高、中、低档，但是煤制天然气产业生产成本居高不下，负盈利问题突出，需要进一步降低生产成本，此外要理顺天然气价格形成机制，目前民用天然气价格逐（逐步）实现阶梯定价，而增量价格和存量天然气价格需要进一步理顺关系。
3 甲烷化技术
3.1 鲁奇甲烷化技术
鲁奇炉是目前世界上应用最多的碎煤加压固定床煤气化炉，在煤制天然气领域具有非常优秀的处理工艺。随着我国对鲁奇炉工艺的研究，结合BGL技术有效解决了鲁奇炉单炉生产能力小不适合大规模煤制天然气项目的缺点，同时鲁奇炉可以适应多种劣质煤，降低了煤制天然气的运行成本，鲁奇炉具有CO转化率高而且在污水处理和排放，废水利用等方面也有重大进展，甲烷的产量可以高达95%，最大化实现产品工艺价值，提高了经济效益。
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3.2 托普索甲烷化技术
托普索甲烷化技术最早可以追溯到上个世纪70年代，具有很好的商业操作性。托普索甲烷化技术投入较大，但可以有效解决空间有限问题，托普索甲烷化技术反应在绝热条件下进行。反应产生的热量导致了很高的升，通过循环来控制第一甲烷化反应器的度，一般有三个反应器，第二和第三绝热反应器可用一个沸水反应器（BWR）代替。托普索甲烷化技术通过高压过热蒸汽利用与回收甲烷化热量，并通过延长产业链实现产品附加值的提升。
3.3 Davy甲烷化技术
Davy甲烷化技术发展时间相比鲁奇甲烷化技术、托普索甲烷化技术较短，是英国燃气公司于上个世纪90年代发展，通过进一步开放与完善，Davy甲烷化技术在托普索甲烷化技术用热蒸汽解决甲烷化热量的基础上，通过催化剂的研发，提高了H/C比，Davy甲烷化催化剂以及成熟的应用于北美煤制天然气中，经过了工业化严重，实践证明 Davy 甲烷化技术催化剂在230℃～700℃范围内都具有很高且稳定的活性，具有广泛的适用性
4煤制天然气发展建议
4.1 立足现有天然气管道，协同推进煤制天然气产业
目前我国能源分布存在地域不均问题，我国能源消费重点是东部沿海地区，消费需求旺盛，但是，我国能源供给主要是中西部。煤制天然气市场符合我国能源地域分布，因此煤制天然气需要进行管道运输。目前，我国煤制天然气在内蒙古、新疆、陕西等地投入生产的工业均在不同程度上受到天然气运输问题，而自建管道的运营成本过高，煤制天然气生产成本过大，会进一步降低企业盈利能力。而我国大型国企中石油、中石化均有西气东输等管道运输，煤制天然气企业要加强与大型国企合作，立足现有天然气管道，加快天然气运输，降低管道建设运营费用，提高煤制天然气企业盈利能力。
4.2 做好规划布局，避免重复建设
随着天然气需求的不断增加，煤制天然气行业发展受到各地特别是西部煤炭产区的重视。各地对污染少、经济效益高、拉动地方经济增长的煤制天然气产业开始进行产业规划与建设。煤制天然气发展过程中要坚持统一协调的原则，做好规划布局，特别是小范围内的产业布局，避免重复建设和铺张浪费，煤制天然气建设要根据当地煤炭资源、水、电基础设施、天然气管道、环境承载力等条件进行建设，目前煤制天然气主要在内蒙古、新疆和陕西就是衡量了经济效益与社会效益，在具体实践中取得了很好的发展效果。煤制天然气发展一定要综合统筹，协调发展，严格项目审批条件，避免重复建设，浪费资源。
4.3 加快煤制天然气产业技术升级
加快煤制天然气产业技术升级，要积极立足煤制天然气技术发展实际，优化和改进二步法技术，同时注重技术的创新。此外，要积极探索一步法煤制天然气技术，对蓝气技术积极吸收，探索新型甲烷化催化剂，处理好煤制天然气废水和设施设备运行问题，最终掌握核心科技，建设国产化具有国际先进水平的煤制天然气产业。
5结束语
我国天然气需求的增加导致供需矛盾突出，对外依存度不断增大，利用丰富的煤资源生产天然气，技术路线成熟且经济可行，但也受到诸多因素的制约，如定价及运输、碳排放和水资源等。若煤制天然气项目在煤炭、水资源、配套管网等条件具备的地区适度发展，在国家能源规划下统筹规划，将会对优化能源结构，保障国家能源安全都具有重要意义。
参考文献：
[1]张丽萍.我国煤制天然气技术发展现状与经济性分析.化工管理，2016.2.
[2]苏炼，韦朋.对我国煤制天然气项目发展的思考和建议.煤炭加工与综合利用，2016.8.1-7.
[3]高立伟.浅析煤制天然气的工艺流程与经济性.化工管理，2016.3.190-191.
论文作者:丛胜超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
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