煤制天然气不是解决 我国天然气短缺的唯一途径
□ 中国化工信息中心 桑建新
桑建新 中国化工信息中心高级咨询员，高级工程师。长期跟踪分析国内外煤制甲醇、烯烃、油、天然气、二甲醚、甲醛、酚醛树脂、焦炭等煤化工领域的动态和技术，先后完成中国洁净煤市场及技术进展、低碳清洁能源研究所竞争力分析研究报告、高效洁净燃煤发电技术和产业发展研究报告、国内外聚烯烃产品市场研究报告、为某企业完成"十二五"煤化工发展规划等等煤化工报告。
随着我国城镇化建设进程和人民生活水平的提高，我国天然气消费量持续增长，目前供不应求，这成为我国目前大力发展煤制天然气的主要因素。
我国解决天然气短缺应采取“多条腿走路”的策略，煤制天然气只是其中途径之一。煤制天然气是以一种不可再生资源制备另一种不可再生资源，对环境的影响广为诟病，目前我国煤制天然气新建拟建项目众多，总产能已经超过目前我国天然气消费量，而且项目投资大、建设周期长，对项目的风险要有足够认识。
我国天然气供不应求
近年来，中国天然气行业取得了长足发展，产量不断增加，虽然如此，但随着中国不断城镇化和生活水平的提高，产量增长速率远小于消费增长速率。2012年天然气产量为1067.6亿m3，同比增长5.4%，2007~2012年年均增长率约9%；表观消费量1459亿m3，同比11.8%，2007~2012年均增长率约为15.6%。
由于我国天然气供不应求，需要进口弥补缺口，进口的天然气主要有进口LNG和进口管道天然气两种来源。近年来，我国天然气进口量大幅度增长，2007~2012年年均增长率约60%。2012年进口天然气达420.77亿m3，同比增长35.0%；与此同时，我国天然气出口量维持在30亿m3左右，主要供给香港和澳门，2012年出口天然气28.9亿m3，同比下降12.7%。
未来5年煤制天然气将快速发展
截止2013年10月，国家发改委核准的煤制天然气获批项目已达10个，总产能935亿m3。其中，建设较快的大唐克旗40亿m3煤制气项目总投资313亿元；新疆庆华55亿m3煤制天然气示范项目是国内民营企业中产业规模最大的国家级示范项目，该项目一期13.6亿m3煤制天然气工程及其配套设施建设已经完成，一期实际投资110亿元。
煤制气项目不仅投资大，建设周期也较长。大唐克旗2011年5月开工建设，2014年全部建成投产；新疆伊犁的煤制气一期项目于2009年7月开工建设，2013年6月一期建成。项目建设周期约4年左右。
由于投资大、建设周期长，所以核准项目基本上都分期建设，一期的总产能达316亿m3。
未来5年将是中国煤制天然气快速发展期。除国家核准项目外，当前各地上马煤制天然气项目的热情很高，“未批”也疯狂，未批先建和拟建项目众多。截至2012年底，据不完全统计，我国煤制天然气项目(包括已建、在建、获批和待审批的)共计40多个，总产能已达1902.5亿m3，远超过目前我国天然气用量。除核准项目外，内蒙古呼伦贝尔华能伊敏煤电公司60亿m3项目、新汶矿业集团（伊犁）20亿m3等项目也在开工建设，项目主要分布在新疆和内蒙古。新疆作为我国煤制天然气发展的重要地区，在产业政策方面，获得中央给予的差别化的产业政策，国家提出“支持新疆重点发展煤制气，适时建设煤制油示范工程，稳步发展煤制醇醚燃料产业”，2012年底新疆正在建设和规划中的煤制天然气项目近30个，年产能超过1000亿m3。内蒙古煤制天然气总规模达到400亿m3，大部分项目已经上报国家发改委核准或者将申请开展前期工作。
天然气来源广泛 煤制天然气不是唯一的解决方法
目前，我国天然气来源比较单一，大部分是生产或进口的常规天然气，包括气层气、溶解气和致密砂岩气，此外还有少量的煤层气。未来我国天然气来源广泛。除常规天然气生产和煤制天然气外，煤层气、页岩气、天然气进口和焦炉煤气制天然气等解决方案同步进行。
根据《天然气 “十二五”规划》，2015年国产天然气供应能力达到1760亿m3左右。除煤制天然气约150亿~180亿m3外；常规天然气约1385亿m3；煤层气地面开发生产约160亿m3；根据已签署的合同，到2015年，我国年进口天然气量约935亿m3；根据《页岩气“十二五”规划》，到2015年，探明页岩气地质储量6000亿m3，可采储量2000亿m3，页岩气产量65亿m3。
1煤层气
煤层气，俗称煤矿瓦斯，属于非常规天然气，以吸附状态储存于煤层内，热值与天然气相当，煤层气的主要成分为甲烷，1m3纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤。而且煤层气可以与天然气混输混用，和天然气一样，燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，可以实现混输混用，因此是理想的工业、化工、发电和居民生活燃料。
我国煤层气储量丰富。世界上有74个国家发现蕴藏有煤炭资源，同时也赋存着煤层气资源。根据国际能源机构（IEA）估计，全球埋深浅于2000米煤层气资源总量可达260万亿m3，是常规天然气探明储量的两倍多。而俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过10万亿m3。我国埋深浅于2000米的煤层气资源量为36.8亿m3，仅次于俄罗斯和加拿大居世界第三位。
世界各国正在加紧开发本国煤层气资源。美国是全球煤层气第一生产国，煤层气产量为500亿m3左右，占全部天然气产量（包含煤层气）的8%~10%。
我国煤层气产业发展分为三个阶段，目前技术路径上最具经济性的是垂直单井井下开采方式。效率略低但开采成本可维持在0.5元/m3以下，具较大开采价值，但先进技术和设备进口依赖较大。2012年中国煤层气产量25.7亿m3，占天然气总产量的2.4%。
利用煤层气资源一来可以减少安全隐患，变害为宝，保障煤矿的安全生产，改善煤炭生产的经济效益。二来减少大气污染，保护人类的生存环境。我国每年向大气排放的煤层气甲烷约为60亿m3，占世界的1/3，既浪费了能源，又对环境造成了极大的破坏。再则还能充分利用能源，改善能源结构，促进国民经济的发展。
政策方面，我国煤层气产业也获得巨大的“政策红包”。国家对煤层气抽采企业实行增值税先征后退政策，进口设备免征关税和进口环节增值税；对中外合作开采煤层气的企业，从开始获利年度起，第一、二年免征企业所得税，第三年至第五年减半征收企业所得税。另外，煤层气发电不仅优先上网，同时享受脱硫补贴电价，上网电价比正常价格高1.15元/千瓦时；中央财政对煤层气开采按0.2元/m3进行补贴。
2页岩气
页岩气（shale gas）是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。
全球对页岩气的开发并不普遍，仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。其中，美国已进入页岩气开发的快速发展阶段，加拿大商业开采还处于起步阶段。近年来得益于技术的进步和持续的投资，美国页岩气产量高速增长。2012年美国页岩气产量达到2653亿m3，占天然气总量的比例已经从2001年的1%上升到37%。
据国内外有关研究部门不完全数据表明，2012年我国的页岩气探明可采储量达到36 .08万亿m3，占世界第一，可供中国使用近200年。我国2009年才正式进入页岩气的勘探开发，至2012年的3年里，国土部、地方以及油气公司累计完成页岩气钻井129口，其中46口调查直井、55口探井、28口水平评价井，2012年的页岩气产量约为2500万~3000万m3。开发进展顺利的话，2013年中国页岩气产量有望接近2亿m3。
一场由美国引发“页岩气革命”正开始在全球发酵，对全球天然气的影响越来越大。几年前，都还普遍认为天然气正在全球范围内快速消耗。然而，随着大量页岩气、煤层气等非常规油气资源的发现，天然气来源变得日益丰富，也引起了我国政府和企业的关注。
在政策方面，受美国页岩气革命的影响和推动，我国近两年不断推出页岩气产业利好政策。为加快页岩气产业发展， 2013年10月31日国家能源局发布了《页岩气产业政策》，明确将页岩气开发纳入国家战略性新兴产业，加大对页岩气勘探开发等的财政扶持力度；鼓励多元化投资主体进入页岩气勘探开发和销售市场，并加强关键技术的自主研发。同时提出将按开发利用量，对页岩气生产企业直接进行补贴。此次政策为页岩气产业发展注入了新的活力，带来了新的机遇，也预示着页岩气产业将在我国未来能源格局中占据重要地位。
3焦炉煤气制天然气
另外，天然气的后备军之一——焦炉气甲烷化制液化天然气(LNG)日臻成熟。由于焦炭价格持续走低，焦化企业举步维艰。探求焦炉煤气出路，已成为独立焦化企业生存发展的关键。
焦炉煤气主要成分为氢气55%左右、甲烷25%左右、一氧化碳和二氧化碳共约10%。2010年底，国内首个焦炉煤气制天然气项目——太工天成年产1亿m3液化天然气（LNG）项目投运，标志着产业发展正式进入商业运营的新阶段。目前，国内已建的焦炉煤气制天然气装置有内蒙古恒坤化工有限公司，焦炉煤气处理量设计能力为3万m3/时；内蒙古乌海华油天然气公司一期制LNG项目，处理焦炉煤气设计能力为10万m3/时，2012年10月项目试产；云南曲靖燃气公司制LNG项目2012年11月投产，焦炉煤气处理量为0.85万m3/时；云南省富源县华鑫能源开发有限责任公司焦炉煤气甲烷化制天然气装置2013年4月试运行，已产出合格LNG和压缩天然气外售，项目设计规模为焦炉煤气量2万m3/小时，达产后可日产天然气20万m3。截止目前，全国规划的焦炉煤气制天然气项目约30个，总产能超过50亿m3。
就投资而言，焦炉煤气制天然气项目投资低，建设周期相对煤制天然气短很多。如内蒙古乌海华油天然气公司一期制LNG项目，投资41亿元。项目于2010年5月开工建设。2012年7月建成，同年10月试生产，建设期2年多。
北京人口多、天然气用量大。北京市燃气集团公布称，2012年北京市天然气用量达到84.1亿m3。虽然目前已建和拟建的焦炉煤气制天然气项目产能较小，最大的山西安泰焦炉煤气制LNG项目年产LNG 4.5亿m3，足以供应我国人口几十万的中小城市。
4天然气进口
2012年中国LNG进口202.72亿m3，同比增长20.28%；同期管道天然气进口218.05亿m3，同比增长52.42%；中国管道天然气进口量首次超过船运LNG进口量。目前我国LNG主要进口国是卡塔尔和澳大利亚，管道气主要来自中亚。目前，我国自中亚进口天然气占中国进口天然气的比例已超过一半。这得益于我国天然气管道建设和签订的稳定地天然气进口合同。未来中国天然气进口量将大幅度提高，据中俄两国政府间签订的天然气协议，我国将每年从俄罗斯进口680亿m3天然气，其中300亿m3是从西线进口的，380亿m3则是从东线进口。
中亚天然气管道A线2009年12月15日开始向中国境内输气，2010年8月23日，中亚天然气管道B线实现氮气和天然气置换，从此中亚天然气管道正式实现双线运营。自2012年以来，中亚天然气管道输气量逐渐加大，日均达到5000多万m3。
2011年9月21日，中国与乌兹别克斯坦签署中亚天然气管道C线工程建设的企业间协议。于2012年9月开工建设，预计2013年底可以建成投产。
全长1833公里的中亚天然气管道，西起土库曼斯坦和乌兹别克斯坦边境，穿越乌兹别克斯坦中部和哈萨克斯坦南部地区，经新疆霍尔果斯口岸入境，境内与我国西气东输二线管道相连，向我国华中、华东和华南等地区供气，可保证沿线4亿人口的生活燃料供应。
另外，中缅油气管道建设计划在2004年提出，2009年6月，当时的缅甸军政府与中国签署了中缅油气管道项目协议，协议期限为30年。管道境外和境内段分别于2010年6月3日和9月10日正式开工建设，是我国继中亚油气管道、中俄原油管道、海上通道之后的第四大能源进口通道。管道包括原油管道和天然气管道，其中原油管道的设计能力为44万桶/天(2200万吨/年)，天然气管道的年输气能力为120亿m3。两条管道的起点均在缅甸若开邦，自云南省瑞丽市进入中国境内，并在贵州省安顺市实现油气管道分离。其中输油管道经贵州省到达重庆市，输气管道经贵州省到达广西壮族自治区。中缅油气管道工程（缅甸段）经过3年建设，截至2013年5月28日，顺利实现中国石油集团公司提出的工期目标，天然气管道工程建设全面完成，这条始于缅甸西海岸终至中国云南省，全长800公里的天然气管道将能够满足中国1/4的天然气需求。
结 论
综上所述，目前我国天然气供不应求，需要进口弥补不足。为此我国采取多种策略保证未来天然气供应，除了常规天然气开发，对煤制天然气、煤层气、页岩气的勘探和开采、进口天然气管道建设和进口合同签订齐抓并举。
我国煤层气储量世界第三、页岩气储量世界第一。虽然目前煤层气和页岩气产量目前距国家规划还有差距，存在一些问题，但已经起步并取得一定成果，未来受到国家政策的大力支持，有望得到快速发展。
天然气进口管道建设进一步发展，与中亚和俄罗斯签订了天然气进口合同，保证了未来天然气进口量的大幅度提高。
焦炉煤气制天然气技术日益成熟。我国是焦炭生产大国，一般每吨焦炭可副产焦炉气200~300m3。2012年全国生产焦炭产量4.43亿吨，同比增长5.21 %。按每吨焦炭副产约250m3焦炉煤气计算，我国每年副产的煤气量在1100亿m3以上，除自用、民用和商用燃料外，富余的焦炉煤气被“点天灯”燃放，如果经焦炉煤气制天然气装置变废为宝，将成为有效资源，增加么经济效益的同时，对我国天然气能源有很好的补充作用，并有助于形成良好的循环产业链。
煤制天然气作为解决目前天然气短缺的途径之一，与煤层气和焦炉煤气变废为宝、有利环境保护不同，只是以一种不可再生能源替代另一种能源，不仅会对环境造成污染，而且项目投资大、建设周期长，目前新建拟建产能过于庞大，在未来中国天然气来源丰富的情况下，对项目的经济风险需要认真考量。