煤制天然气的现状与环境问题

 

　　目前国外唯一的运行实例只有美国的大平原煤制天然气，于1980年7月破土动工，1984年4月完工并投入试运行，1984年7月28日生产出首批天然气并进入美国的天然气管网;规模为14亿立方米，采用的生产工艺为碎煤加压气化炉(鲁奇炉)，煤种为当地褐煤;平均每千立方米天然气耗煤量3.6吨、耗水量6.43立方米。

 

　　环保部至今已批复4个煤制气项目，包括辽宁大唐国际阜新40亿立方米/年、内蒙古大唐国际克旗40亿立方米/年、内蒙古汇能16亿立方米/年和新疆庆华55亿立方米/年煤制天然气项目。煤制天然气总量共计151亿立方米/年，总用水量为9797万立方米/年，总投资792.7亿元。除内蒙古汇能采用GE水煤浆气化工艺外，其他三个项目均采用碎煤加压气化工艺。两个大唐煤制气项目均采用褐煤，新疆庆华项目采用长焰煤，内蒙古汇能采用低硫低灰无烟煤为原料。这四个项目平均每千立方米天然气耗煤量3.13吨、耗水量6.5立方米、二氧化碳排放量4.35吨;据了解，大唐国际克旗40亿立方米/年和新疆庆华55亿立方米/年煤制天然气项目已试车成功，具备供气条件，另外二个也已经基本建成。

 

　　今年国家发改委给了16个煤化工“路条”，包括11个煤制天然气、4个煤烯烃和1个煤制油项目，投资总额达3000～4000亿元，其中14个项目位于西北部地区。煤制气项目主要集中在新疆和内蒙、山西，煤制天然气总规模为562亿立方米/年，除地下气化外，最小为40亿立方米/年，最大为120亿立方米/年。据了解，这些路条项目几乎都计划采取废水“零排放”，意味没有排污去向。

 

2、煤制天然气的环境问题

 

　　从使用者角度看，在不考虑成本的情况下，用天然气肯定比用煤好。也就是说，只要是天然气能够替代煤的使用领域，在使用环节，天然气对于用户和环境来说，都是极其有利的;从天然气的来源看，有“地下赋存的和人工合成的”这两种，我国资源禀赋的特点是“煤多、贫油、缺气”，天然气仅占化石能源资源总量的1.87%。2012年天然气产量1077亿立米,进口428亿立米,表观消费量1475亿立米，近几年还将大幅度增长。因此，不用争论，中国资源现状决定我们必须发展“人工合成的”天然气。也就是说，无论从资源还是从治理大气环境污染角度来看，“煤制天然气”在我国现阶段是必然的选择。

 

　　煤制天然气的环境问题实际上就是现代煤化工的环境问题。煤制天然气只是现代煤化工制取燃料和能源的一部分，针对的主要是煤炭利用方式的选择。天然气和煤炭比较，关键在于是否可以不把“煤炭使用末端环节的环境污染转移到煤制天然气的生产环节”，要做到这点完全可能，但必须做好“规划布局、技术选择、产业耦合”。据了解，西部各省市在建和拟建的煤制天然气超过2000亿立方米/年，耗煤量将超过6亿吨，以2012年消费量计，占煤炭消费量近20%;如果任其发展，不可能规避污染，“把东部的污染转移到西部”将是必然的后果。

 

3、环境主导是“煤制天然气”的关键

 

　　“煤制天然气”是我国大气污染治理的一种手段，“气代煤”是改善大气环境质量的一项措施，如何才能把这项措施和手段用好，达到真正的效果，必须以环境来主导!否则，就会出现“把北京的污染转移到山西、内蒙”、“把东部的污染转移到西部”这样的恶果。

 

　　“煤制天然气”的市场很明确，主要在东部地区。煤炭资源主要在西部地区，把天然气管道输送到目标市场，只是需要做好管网规划与建设就行。问题的关键是在哪里进行“煤制天然气”?从环境角度等多方面考量，应该在煤炭资源区较为合理。我国煤炭资源主要分布在黄河流域，黄河中上游的晋陕蒙宁四省占全国的67%，还有新疆，东部沿海的辽宁、天津、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南、广西等10省市区煤炭资源仅占全国的3.3%。显而易见，大规模煤制天然气的主要布局肯定离不开西部。恰恰西部现在的发展欲望过分强烈，生态环境脆弱，煤化工盲目无序的发展已经出现环境恶果。事实证明，西部更需要环境来主导科学的发展!

 

　　环境主导的法则是，优先考虑水资源和排污去向以及其他可以利用的可再生资源，如风能和太阳能，然后才是煤炭。因为西部不是有煤的地方就具备发展煤化工的条件，稀缺的水资源和排污去向才是发展的关键。也就是说，西部水资源相对丰富的地区，同时也具备排污去向的，将是优先布局的选择!煤制天然气应该尽可能规模化、相对集中，并与其他产业形成耦合和规模效应，以实现资源利用最大化和污染排放最小化!

 

4、“煤制天然气”的适宜技术与煤种

 

　　目前我国使用了全球各种煤气化技术，就现有的认识归类总结如下：煤制天然气应选择现代煤化工气化技术，主要是固定床和气流床中的加压纯氧气化技术。如：碎煤加压气化炉(鲁奇炉)、碎煤加压熔渣气化炉(BGL炉)、水煤浆气流床气化技术、Shell的SCGP 粉煤气化技术、西门子公司的GSP粉煤气化技术等。其中，碎煤加压气化技术因甲烷含量高、看生产多种副产品，具有一定优势，但废水处理难度大。

 

　　褐煤等低变质煤炭和劣质煤用于煤制天然气有一定优势。加工褐煤等低变质煤炭，宜采用碎煤加压气化炉(鲁奇炉)和碎煤加压熔渣气化炉(BGL炉)，不宜采用水煤浆气流床气化技术和粉煤气化技术。水煤浆气流床气化技术与固定床技术合理配置用于褐煤、烟煤等多煤种联合制天然气，对煤炭资源的合理利用和三废处理更为有利。