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撥開迷霧識別煤制氣

2014-04-01 09:10:07 中國石化雜志   作者: 龐名立  

近來,在媒體上經常見到:我國“初步規劃到2020年,要使煤制氣達到500億立方米以上,占到國產氣的12.5%。在增加天然氣供應的措施中,煤制氣等非常規天然氣的開發將加快推進”。

我國的能源結構以煤為主,這也導致國內空氣質量污染嚴重。大規模地發展煤制氣的動力主要來自霧霾治理。煤制氣是煤的另一種利用形式,不能將其當做常規天然氣看待,但歸入非常規天然氣,在筆者看來,也有些不妥。

那何為非常規天然氣?按照儲層的滲透率,又把天然氣分為常規天然氣和非常規天然氣。非常規天然氣是指滲透率小于0.1毫達西的含氣地層所含有的天然氣,主要包括:致密氣(致密砂巖氣、火山巖氣、碳酸鹽巖氣)、煤層氣(瓦斯)、頁(泥)巖氣、天然氣水合物(可燃冰)、水溶氣、無機氣以及盆地中心氣、淺層生物氣等。頁巖氣層的滲透率更小,小于1微達西,開采難而且成本高。

從商業價值來看,目前非常規天然氣資源僅指致密氣、煤層氣和頁巖氣。這三種天然氣通過政府的優惠政策,可獲得經濟效益。其次,還有天然氣水合物、水溶性天然氣和地壓氣。這類非常規天然氣目前尚無經濟價值。

煤制氣是煤制天然氣的簡稱,是指通過煤氣化生產合成氣,合成氣經過一氧化碳轉換和凈化后,通過甲烷化反應生產合成天然氣的工藝過程。煤制氣生產有兩種方式:

其一,地面煤化工產生的甲烷不屬于非常規天然氣。地面生產煤制氣是用煤為原料,經由氣化過程,生成主要含一氧化碳、二氧化碳和氫等合成氣,然后再通過甲烷化反應獲得以甲烷為主要成分的高熱值氣體,類似天然氣的組分。

其二,地下煤氣化產生的甲烷屬于非常規天然氣。地下煤氣化如同水力壓裂一樣,是非常規天然氣開采的一種技術,它是向地下通過注入空氣,將地下自然賦存的煤在煤層內燃燒、氣化成煤氣,輸送到地面的一種能源采集方式。地下煤氣化可以更大限度地利用煤資源,所生成的煤氣,即代用天然氣,可以廣泛地應用于發電、煤化工和燃氣供應。特別適用于用常規方法不可采或開采不經濟的煤層,以及煤礦的二次或多次復采。

煤制氣只是代用天然氣的一種,代用天然氣也可以從重質油、頁巖油、生物質來制造。由于是采用煤生產的可燃氣,所以稱為煤制氣,俗稱煤制天然氣。就我國供應的煤制氣均由地面煤化工產生的,因此,煤制氣不能稱為天然氣或非常規天然氣。

實際上,無論采用哪一種生產方式,煤制氣均是從煤出發制取可燃氣,嚴格意義上都不能將其作為清潔燃料的天然氣對待。也就是說它是煤燃燒的另外一種排放形式。從理論上,煤中碳經由一氧化碳再轉化為甲烷,但在實際操作中難免有二氧化碳和PM2.5(顆粒小于2.5微米)排放,因此,如不采用良好的捕獲方式,將增加全球溫室氣體排放并增加大氣霧霾。

此外還需關注的是,天然氣屬于石油部門管理,而煤制氣屬于煤炭部門管理。盡管天然氣在國際上實行無歧視的管道“第三方準入制”,但是有一定的規則。天然氣把煤制氣視為另類,其生產方式不同,其產品含量也不一致,對用戶特別是化工用戶影響大,一般輸氣管道難以接受。因此,“氣從哪里走”是煤制氣項目發展的前提,要提前落實。




責任編輯: 中國能源網

標簽:天然氣