煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路上的棘刺

    煤制氣本身的問題

　　作為經(jīng)國家發(fā)改委核準的首批煤制氣示范項目之一，位于內(nèi)蒙古克什克騰旗的大唐克旗煤制氣項目于去年投產(chǎn)后曾出現(xiàn)故障，已于今年3月恢復正常生產(chǎn)并向北京供氣。這是國內(nèi)首個大型煤制氣項目進入商業(yè)運營。據(jù)統(tǒng)計，目前我國煤制氣項目主要集中在新疆和內(nèi)蒙古，兩地計劃產(chǎn)能占全國的80%，其中新疆備案的項目有22個，產(chǎn)能約千億立方米。內(nèi)蒙古有12個，產(chǎn)能規(guī)模約740億立方米。大唐項目通氣引發(fā)業(yè)界高呼煤制氣重大突破，煤制氣迎來黃金時代。

　　當前中國以煤炭為主的能源結構是我們遭遇霧霾的一個主要原因。2013年9月份發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》要求，到2017年實現(xiàn)我國煤炭占能源消費總量比重降到65%以下，京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域力爭實現(xiàn)煤炭消費總量負增長。充足的能源供應是保障經(jīng)濟增長的重要因素，減少煤炭消費比重需要其他替代能源，短期內(nèi)天然氣作為清潔能源無疑是最佳選擇。隨著我國“煤改氣”進程的加快，天然氣消費量迅速增加，供需缺口嚴重。2012年我國的天然氣消費1471億立方米，其中進口量為425億立方米，對外依存度高達28.9%。

　　燃煤發(fā)電提供我國電力消費的近80%，因此采用燃氣代替燃煤發(fā)電是治理霧霾的一個重要措施。但是，煤制氣是一個高耗能的生產(chǎn)過程，是指通過煤炭與蒸汽、氧氣在高溫高壓下進行反應，產(chǎn)生主要由一氧化碳和氫氣組成的混合氣體，再進一步合成甲烷的過程。這個生產(chǎn)過程需要消耗煤炭，同時排放二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫和粉塵?？紤]到煤制氣的副作用，應將煤制氣的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和終端應用環(huán)節(jié)綜合考慮，計算煤制氣生命周期的排放量總和。粗略計算，煤制氣發(fā)電的每一度電耗煤在386-455克標準煤之間，而2011年全國火電行業(yè)的平均煤耗為329克標準煤，煤制氣發(fā)電的煤耗比直接使用煤炭高17.3%~38.3%。這意味著，從一次能源消耗的角度來講，使用煤制氣發(fā)電會消耗更多的煤炭。

　　目前火電的脫硝和除塵技術也已經(jīng)成熟，氮氧化合物減排效率在70%~90%之間，除塵效率更是達到99%以上。煤制氣生產(chǎn)過程中的除塵標準大體和火電相近，其氮氧化合物減排效率甚至達到90%以上，比火電更高。但煤制氣發(fā)電的氮氧化合物和粉塵的排放還是分別比燃煤發(fā)電高出11.7%和80%，主要原因在于煤制氣發(fā)電較低的綜合能源效率。在現(xiàn)有的技術水平下，煤制氣發(fā)電的綜合能源效率在27%~31.8%之間，而最新的超臨界燃煤機組發(fā)電效率已經(jīng)達到40%左右。也就是說，煤制氣的能源轉(zhuǎn)換效率較低，形成同樣的發(fā)電量需要消耗更多煤炭，從而可能造成更多污染物排放。

　　政府的政策應對

　　為引導煤化工產(chǎn)業(yè)良性、持續(xù)地發(fā)展，政府應實行有針對性、前瞻性的政策措施。

　　對于煤化工，國家的基調(diào)應當是支持的同時加以限制。無論如何，政府應當制定合理的規(guī)劃，對煤化工產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展加以引導，對在什么地方該做、什么產(chǎn)品該做這兩個關鍵問題上慎重規(guī)劃，實行總量控制。在對地方的考慮上，要使得煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從當?shù)刭Y源能源稟賦及經(jīng)濟基礎條件出發(fā)，充分考慮市場因素，符合當?shù)亟ㄔO與運輸條件，避免不結合當?shù)厍闆r和不考慮資源特點的盲目發(fā)展。在對產(chǎn)品的考慮上，要盡量選擇一些相對環(huán)保、市場缺口大、有利于進行精深加工以提高附加值的產(chǎn)品，關注煤化工主要研究領域以及關鍵技術的進展，盡量采用環(huán)境友好型的高新技術。

　　首先，以“十三五”規(guī)劃為契機，規(guī)范項目審批程序，制定嚴格的產(chǎn)業(yè)準入要求，把握總量控制。國家能源局于今年7月間發(fā)布的上述通知再次強調(diào)，禁止建設20億立方米及以下規(guī)模的煤制氣項目和年產(chǎn)100萬噸及以下規(guī)模的煤制油項目。實際上，這一標準在2013年就已經(jīng)提出過。自2006年以來，政府基本上每年都會出臺政策，明確煤化工產(chǎn)業(yè)的審批標準，試圖引導產(chǎn)業(yè)發(fā)展，事實上這些標準并沒有被嚴格執(zhí)行。地方政府為了獲得煤炭產(chǎn)業(yè)鏈延伸帶來的收益，拉動GDP和就業(yè)，明知違反國家標準，也上馬了各種煤化工項目。所以，對于國家來說，規(guī)范審批程序和制定嚴格標準是一方面，更重要的是加強懲罰和監(jiān)督力度，使政策標準具有應有的約束力和執(zhí)行力。地方政府則需要全力配合，重新定位自己的角色，以引導和服務為主，避免過度參與地方經(jīng)濟發(fā)展。

　　其次，要充分考慮環(huán)境和水資源問題。煤化工產(chǎn)業(yè)是以大量耗煤為生產(chǎn)基礎的，這一過程勢必帶來環(huán)境污染問題，并且煤化工需要水資源保障。我國煤礦資源和水資源逆向分布，使得煤化工項目多建設在新疆、內(nèi)蒙古、山西等突出缺水地區(qū)，許多地區(qū)的煤化工企業(yè)不但擠占生活用水、農(nóng)業(yè)用水，甚至利用地下水來發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，給水資源帶來了極大的污染隱患。因此政府在項目規(guī)劃時，要充分考慮當?shù)氐沫h(huán)境承載力和治理成本。并且要制定嚴格的排污和耗能標準，甚至可進行強制性的技術改進。另一方面，對于降低污染，提高能源轉(zhuǎn)換效率的煤化工技術研發(fā)，要給予更多政策支持。

　　最后，政府要對煤化工的投資進行合理規(guī)劃和有效引導。發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)對環(huán)境要求非常高，必須要充分考慮各方面因素，謹慎論證項目的可行性。一方面，從自然環(huán)境來看，一個煤化工項目每年的煤炭消費量在幾百萬噸左右，綜合考慮項目的投資收益年限以及煤炭的開采率，就需要有幾十億噸的煤炭儲量，才能滿足一個煤化工企業(yè)的長期發(fā)展需求。因此，一個地區(qū)如果煤炭資源不足或者質(zhì)量不佳，則不適宜發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)。另外，正如前文提到的，地區(qū)的環(huán)境承載力、治理成本以及水資源條件也需要謹慎考慮。

　　另一方面，從項目收益性的角度來看，目前的投資過熱也是由于一些企業(yè)和地方政府盲目認為煤化工產(chǎn)業(yè)存在巨大的利潤空間。其實，煤炭價格不會持續(xù)低迷，隨著煤價逐漸趨于穩(wěn)定，環(huán)境成本、人力成本會急速上升，煤化工項目的利潤空間將會受到壓縮。更重要的是，一旦產(chǎn)能過剩嚴重，造成一些煤化工產(chǎn)品供過于求，用煤制成的產(chǎn)品收益極低甚至是沒有市場，那還不如干脆直接賣煤。

　　結論

　　總結一下，如果“煤改氣”是為了治理環(huán)境污染，那么發(fā)展煤制氣將與初衷相背。煤制氣大規(guī)模發(fā)展的主要動力應該來自保障能源安全或者是其經(jīng)濟性。因為，將煤炭轉(zhuǎn)換成天然氣，本身是一個高耗煤的生產(chǎn)過程。大規(guī)模發(fā)展煤制氣不利于煤炭消費總量控制，其污染排放也要高于直接使用煤炭。盡管煤制氣可能采用比燃煤發(fā)電更先進的減排技術，但由于煤制氣發(fā)電的綜合能源轉(zhuǎn)換效率較低，其排放也要高于燃煤發(fā)電。大規(guī)模發(fā)展煤制氣替代燃煤，實際上只是將污染排放從東部轉(zhuǎn)移到了西部，從整體上會增加全國的排放量，也不利于應對氣候變化。因此，煤制氣應該至多是一個保障天然氣供需和治理霧霾的補充手段。除非煤質(zhì)不適合發(fā)電，否則同樣是二次能源，在西部發(fā)展大型超臨界燃煤電站，通過特高壓輸送到東部，可能更清潔和更有經(jīng)濟性。

　　政府最近設立了較高的煤制油氣準入門檻，也明確了基本產(chǎn)業(yè)政策：煤制油(氣)不能停止發(fā)展、不宜過熱發(fā)展、禁止無序建設;堅持“量水而行”、清潔高效轉(zhuǎn)化、示范先行、科學合理布局、自主創(chuàng)新等原則;示范項目必須符合產(chǎn)業(yè)政策;滿足具體的能源轉(zhuǎn)化效率、能耗、水耗、二氧化碳排放和污染物排放等指標要求。綜合起來看應該是很全面了，但現(xiàn)實中能否真正規(guī)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，以及對行業(yè)發(fā)展的有效監(jiān)管。

　    另外，在控制污染排放方面煤制氣沒有優(yōu)勢。不僅是發(fā)電，將煤制氣的應用擴展到交通、烹飪和供暖等領域，煤制氣的生命周期中碳排放也將比直接使用煤炭高36%~108%。據(jù)估計，將煤炭轉(zhuǎn)換成天然氣再進行發(fā)電，比直接燃煤發(fā)電多排放40%~50%的二氧化碳;其中煤制氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)的二氧化碳排放占總排放的70%~80%，天然氣發(fā)電產(chǎn)生的排放占20%左右，此外還包括在運輸環(huán)節(jié)產(chǎn)生的一些碳排放。

　　煤制氣發(fā)電會形成硫化物、氮氧化合物和粉塵等大氣污染物，這也是煤制氣利用中值得關注的排放問題，因為上述三種物質(zhì)是形成霧霾的一個主要原因。并且，煤制氣發(fā)電的二氧化硫、氮氧化合物和粉塵排放均高于燃煤發(fā)電。近年來我國加大了對工業(yè)二氧化硫排放的治理，燃煤發(fā)電的二氧化硫排放得到很大改善，由2005年的6.4克/千瓦時下降到目前的2.26克，脫硫率也達到95%以上。煤化工多采用克勞斯硫回收工藝，目前的技術水平能使脫硫率達到97%左右。但是，由于煤炭投入量大，煤制氣發(fā)電的二氧化硫排放比直接使用煤炭發(fā)電高出很多。