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(zhǔn)的首批煤制氣示范項(xiàng)目之一，位于內(nèi)蒙古克什克騰旗的大唐克旗煤制氣項(xiàng)目于去年投產(chǎn)后曾出現(xiàn)故障，已于今年3月恢復(fù)正常生產(chǎn)并向北京供氣。這是國內(nèi)首個(gè)大型煤制氣項(xiàng)目進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國煤制氣項(xiàng)目主要集中在新疆和內(nèi)蒙古，兩地計(jì)劃產(chǎn)能占全國的80%，其中新疆備案的項(xiàng)目有22個(gè)，產(chǎn)能約千億立方米。內(nèi)蒙古有12個(gè)，產(chǎn)能規(guī)模約740億立方米。大唐項(xiàng)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(shí)代。

　　當(dāng)前中國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)是我們遭遇霧霾的一個(gè)主要原因。2013年9月份發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》要求，到2017年實(shí)現(xiàn)我國煤炭占能源消費(fèi)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(shí)現(xiàn)煤炭消費(fèi)總量負(fù)增長。充足的能源供應(yīng)是保障經(jīng)濟(jì)增長的重要因素，減少煤炭消費(fèi)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(jìn)程的加快，天然氣消費(fèi)量迅速增加，供需缺口嚴(yán)重。2012年我國的天然氣消費(fèi)1471億立方米，其中進(jìn)口量為425億立方米，對(duì)外依存度高達(dá)28.9%。

　　燃煤發(fā)電提供我國電力消費(fèi)的近80%，因此采用燃?xì)獯嫒济喊l(fā)電是治理霧霾的一個(gè)重要措施。但是，煤制氣是一個(gè)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(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生主要由一氧化碳和氫氣組成的混合氣體，再進(jìn)一步合成甲烷的過程。這個(gè)生產(chǎn)過程需要消耗煤炭，同時(shí)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(yīng)將煤制氣的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和終端應(yīng)用環(huán)節(jié)綜合考慮，計(jì)算煤制氣生命周期的排放量總和。粗略計(jì)算，煤制氣發(fā)電的每一度電耗煤在386-455克標(biāo)準(zhǔn)煤之間，而2011年全國火電行業(yè)的平均煤耗為329克標(biāo)準(zhǔn)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(huì)消耗更多的煤炭。

　　目前火電的脫硝和除塵技術(shù)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(dá)到99%以上。煤制氣生產(chǎn)過程中的除塵標(biāo)準(zhǔn)大體和火電相近，其氮氧化合物減排效率甚至達(dá)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(shù)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(jī)組發(fā)電效率已經(jīng)達(dá)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(yīng)對(duì)

　　為引導(dǎo)煤化工產(chǎn)業(yè)良性、持續(xù)地發(fā)展，政府應(yīng)實(shí)行有針對(duì)性、前瞻性的政策措施。

　　對(duì)于煤化工，國家的基調(diào)應(yīng)當(dāng)是支持的同時(shí)加以限制。無論如何，政府應(yīng)當(dāng)制定合理的規(guī)劃，對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展加以引導(dǎo)，對(duì)在什么地方該做、什么產(chǎn)品該做這兩個(gè)關(guān)鍵問題上慎重規(guī)劃，實(shí)行總量控制。在對(duì)地方的考慮上，要使得煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從當(dāng)?shù)刭Y源能源稟賦及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件出發(fā)，充分考慮市場因素，符合當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)與運(yùn)輸條件，避免不結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r和不考慮資源特點(diǎn)的盲目發(fā)展。在對(duì)產(chǎn)品的考慮上，要盡量選擇一些相對(duì)環(huán)保、市場缺口大、有利于進(jìn)行精深加工以提高附加值的產(chǎn)品，關(guān)注煤化工主要研究領(lǐng)域以及關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)展，盡量采用環(huán)境友好型的高新技術(shù)。

　　首先，以“十三五”規(guī)劃為契機(jī)，規(guī)范項(xiàng)目審批程序，制定嚴(yán)格的產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)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(qiáng)調(diào)，禁止建設(shè)20億立方米及以下規(guī)模的煤制氣項(xiàng)目和年產(chǎn)100萬噸及以下規(guī)模的煤制油項(xiàng)目。實(shí)際上，這一標(biāo)準(zhǔn)在2013年就已經(jīng)提出過。自2006年以來，政府基本上每年都會(huì)出臺(tái)政策，明確煤化工產(chǎn)業(yè)的審批標(biāo)準(zhǔn)，試圖引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，事實(shí)上這些標(biāo)準(zhǔn)并沒有被嚴(yán)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(dòng)GDP和就業(yè)，明知違反國家標(biāo)準(zhǔn)，也上馬了各種煤化工項(xiàng)目。所以，對(duì)于國家來說，規(guī)范審批程序和制定嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)是一方面，更重要的是加強(qiáng)懲罰和監(jiān)督力度，使政策標(biāo)準(zhǔn)具有應(yīng)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(dǎo)和服務(wù)為主，避免過度參與地方經(jīng)濟(jì)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(chǔ)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(xiàng)目多建設(shè)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(xiàng)目規(guī)劃時(shí)，要充分考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境承載力和治理成本。并且要制定嚴(yán)格的排污和耗能標(biāo)準(zhǔn)，甚至可進(jìn)行強(qiáng)制性的技術(shù)改進(jìn)。另一方面，對(duì)于降低污染，提高能源轉(zhuǎn)換效率的煤化工技術(shù)研發(fā)，要給予更多政策支持。

　　最后，政府要對(duì)煤化工的投資進(jìn)行合理規(guī)劃和有效引導(dǎo)。發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境要求非常高，必須要充分考慮各方面因素，謹(jǐn)慎論證項(xiàng)目的可行性。一方面，從自然環(huán)境來看，一個(gè)煤化工項(xiàng)目每年的煤炭消費(fèi)量在幾百萬噸左右，綜合考慮項(xiàng)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(chǔ)量，才能滿足一個(gè)煤化工企業(yè)的長期發(fā)展需求。因此，一個(gè)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(jǐn)慎考慮。

　　另一方面，從項(xiàng)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(rèn)為煤化工產(chǎn)業(yè)存在巨大的利潤空間。其實(shí)，煤炭價(jià)格不會(huì)持續(xù)低迷，隨著煤價(jià)逐漸趨于穩(wěn)定，環(huán)境成本、人力成本會(huì)急速上升，煤化工項(xiàng)目的利潤空間將會(huì)受到壓縮。更重要的是，一旦產(chǎn)能過剩嚴(yán)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(jié)論

　　總結(jié)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?jiǎng)恿?yīng)該來自保障能源安全或者是其經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)?，將煤炭轉(zhuǎn)換成天然氣，本身是一個(gè)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(fèi)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(jìn)的減排技術(shù)，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(shí)際上只是將污染排放從東部轉(zhuǎn)移到了西部，從整體上會(huì)增加全國的排放量，也不利于應(yīng)對(duì)氣候變化。因此，煤制氣應(yīng)該至多是一個(gè)保障天然氣供需和治理霧霾的補(bǔ)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(jì)性。

　　政府最近設(shè)立了較高的煤制油氣準(zhǔn)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(shè);堅(jiān)持“量水而行”、清潔高效轉(zhuǎn)化、示范先行、科學(xué)合理布局、自主創(chuàng)新等原則;示范項(xiàng)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(biāo)要求。綜合起來看應(yīng)該是很全面了，但現(xiàn)實(shí)中能否真正規(guī)劃和引導(dǎo)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(duì)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(yīng)用擴(kuò)展到交通、烹飪和供暖等領(lǐng)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(jì)，將煤炭轉(zhuǎn)換成天然氣再進(jìn)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(yùn)輸環(huán)節(jié)產(chǎn)生的一些碳排放。

　　煤制氣發(fā)電會(huì)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(guān)注的排放問題，因?yàn)樯鲜鋈N物質(zhì)是形成霧霾的一個(gè)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(duì)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(shí)下降到目前的2.26克，脫硫率也達(dá)到95%以上。煤化工多采用克勞斯硫回收工藝，目前的技術(shù)水平能使脫硫率達(dá)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。