近日，上海寰球工程公司具有自主知識產權的天然氣轉化合成氣制油（GTL）技術工藝通過行業專家評審，已具備工業化應用條件。這項技術為中國石油開拓天然氣資源綜合利用業務奠定了基礎，標志著中國石油成功躋身殼牌等少數幾家掌握這項技術的國際石油公司行列。

顧名思義，天然氣制油就是利用天然氣生產汽柴油等液體燃料。殼牌公司的行車試驗表明，不采用過濾器時，使用GTL柴油比傳統柴油減排氮氧化物16%，減排顆粒物質23%；采用過濾器時，氮氧化物減排20%，顆粒物質減排97%。且GTL不需要特殊的加油站，也不需要對汽車發動機進行改造，是一種優勢非常明顯的替代燃料。

近年來，為了使遠離消費市場和港口、建長輸管道又不經濟的偏遠氣田的天然氣發揮經濟效益，減少油田伴生氣放空燃燒造成的浪費，推動清潔燃料的生產與利用，許多大公司致力于GTL的技術創新。

就目前而言，GTL技術的分項技術，即氣體深度凈化、合成氣制造、合成油生產、合成油加工等技術均已成熟。然而，GTL技術為何遲遲難以進行商業化推廣？中國石油大學（北京）化學工程學院副教授余長春表示，GTL技術商業化生產的障礙多源自產品方案、天然氣價格和高昂的投資費用。

余長春介紹，GTL的兩頭，即天然氣制合成氣，以及合成油的下游加工都需要大量投資。目前在卡塔爾實現商業化的奧里克斯（Oryx）項目是卡塔爾石油公司和薩索爾公司合資建設的天然氣制合成油公司，擁有世界上最大的從天然氣生產合成油的裝置。奧里克斯項目3.4萬桶/日的投資費用高達59億美元，14萬桶/日的投資費用高達190億美元，大大超出初期估算的50億美元。這一項目代表了當今最先進、規模最大的GTL技術。由此可以預見，中短期內GTL成本高的瓶頸難以突破。

盡管GTL成本高昂，但由于其優勢眾多，殼牌、埃克森美孚、雪佛龍、薩索爾等國際能源巨頭紛紛參與GTL技術研發與項目建設。“簡單來講，GTL可以實現油品來源的多元化，保障能源安全。同時，通過這一過程生產的清潔油品可以生產一系列高值化學品，如潤滑油基礎油、鉆井液、特種石蠟、α-烯烴等。”余長春說。

除了多元化的產品優勢，原料來源廣泛也是GTL的優勢之一。根據《2013BP世界能源統計年鑒》，全球石油儲采比為52.9，我國石油儲采比為11.4；全球天然氣儲采比為55.7；我國天然氣儲采比為28.9。相對而言，天然氣資源在儲量上比石油更具優勢。此外，天然氣資源除了傳統的氣田氣和油田伴生氣之外，頁巖氣、煤層氣、天然氣水合物甚至生物天然氣都可為GTL提供原料。

“具體來說，GTL涉及天然氣制合成氣和合成氣制油兩項關鍵技術，其中，天然氣制合成氣是所有天然氣間接轉化利用的核心技術，是天然氣化工的龍頭技術。合成氣制油可以生產超清潔汽油、航煤、柴油、烯烴和高值化學品，是一項普適性很強的碳—化工技術，可以利用天然氣、頁巖氣、煤炭甚至生物質等不同原料氣化制取的合成氣生產油品和化學品，實現合成油原料來源的多元化。”余長春介紹。

目前，全球現有大規模GTL裝置主要有殼牌和薩索爾的5套基于低溫費托合成的商業化生產裝置，主要產品為超清潔航煤和柴油，副產高附加值的潤滑油和石蠟等。余長春認為，借鑒國外較為成熟的項目經驗，我國未來GTL的發展需要思考以下三個問題。

其一，從我國化石能源利用、天然氣價格和國家政策等方面來講，天然氣制油在未來很長一段時間內都不可能在國內得到商業化應用。

其二，從原料來講，我國天然氣制油領域可能獲得的突破是大型能源企業在海外擁有廉價且遠離我國大陸的天然氣產區，GTL技術在這些地區可能獲得商業化應用并得到不斷完善。

其三，鑒于車用能源的多元化發展，混合動力逐漸用于汽車等交通工具，但GTL技術生產清潔汽油和柴油的可行性和經濟性都不大。大規模GTL項目應以航空煤油為主要產品，小規模GTL項目則應主要生產高附加值化學品。

康菲公司在22個國家招聘了80多位專家，開發天然氣催化部分氧化技術和低溫懸浮床合成油技術，評價了5000多種催化劑，花費7500萬美元建設了一套400桶/日中型試驗裝置進行試驗，但其開發的技術至今尚未實現工業應用。

要有經濟規模

殼牌公司認為，GTL廠的經濟規模應達到7萬桶/日，目的是實現上下游一體化生產，并使下游的GTL廠與LNG廠發揮協同作用，這樣可以降低20%的總投資，GTL廠的投資就可以降到小于或等于2萬美元/桶·日。

要有廉價穩定的氣源

以目前的技術，每生產1立方米合成油要用1761立方米天然氣。一座生產能力為3萬桶/日(約150萬噸/年)的GTL工廠，年用氣量為31億立方米，若生產25年就要用氣770億立方米。天然氣價格必須在0.5美元/MBtu至1美元/MBtu之間，否則GTL廠就不能生存和發展。

發展GTL的思考與啟示

近年來，隨著天然氣快速上產和北美頁巖氣開發引發的能源革命，天然氣轉化合成氣制油技術開發備受石油公司重視。然而，考慮到GTL建廠面臨的巨額投資及種種風險，借鑒殼牌、埃克森美孚、雪佛龍、薩索爾等國際能源巨頭的經驗，發展GTL需解決5個方面的問題。

產品方案要適應市場需求

目前大多數GTL廠是以生產市場需求量大的柴油和石腦油為主，而且70%是柴油，在市場有需求時才生產少量潤滑油基礎油或石蠟，主要原因在于潤滑油基礎油和石蠟的市場需求有限，而且各大公司占有的市場份額難以擴大。

合資建廠條件苛刻

GTL技術是相關大公司的核心技術，一般不進行轉讓。卡塔爾能與大公司以51∶49的比例合資建廠，主要原因是卡塔爾擁有豐富廉價的天然氣資源，且氣田均由相關公司開發經營。尼日利亞能對外合資建廠，也主要因為其Escravos油田由雪佛龍公司開發經營，尼日利亞與外方合資的比例為25∶75。

風險預測

技術風險

埃克森美孚開發的GTL整套技術只通過了200桶/日中型試驗。雖然加工合成油的加氫異構化技術已有工業生產經驗，但生產合成氣的流化床自熱轉化技術和生產合成油的低溫懸浮床合成技術要放大近100倍左右，生產裝置順利運轉存在一定風險。

投資風險

新技術在工業應用工程放大過程中總會遇到一些預想不到的問題，不可避免地要增加10%至20%的投資。GTL廠生產能力擴大后，合成反應副產水的數量增多，3.4萬桶/日的合成油工廠，副產水就多達5670噸/日。水資源的利用、處理就是一項復雜工程。

原料氣價格和供應風險

卡塔爾的GTL廠用924萬立方米/日天然氣生產3.4萬桶/日GTL，生產25年需要用天然氣850億立方米，由埃克森美孚與卡塔爾石油公司合資的RasLaffan氣田供氣，氣價為0.5美元/MBtu至1美元/MBtu，由卡塔爾石油公司確保供氣。

油品價格風險

在未來20年至30年內，GTL廠生產的柴油和石腦油將只占油品市場的一小部分，不可能對油品市場價格構成大的影響。原油價格決定油品市場價格。在目前的高油價時期，如果低氣價不變，能夠保證GTL工廠盈利。一旦氣價大幅度上揚，即使油品價格隨原油價格上調，也難以確保GTL廠盈利。

政治和安全風險

在評估建設GTL廠的商業和技術風險的同時，還必須考慮（甚至有時還必須優先考慮）政治風險。伊朗擁有僅次于俄羅斯的世界第二大未開發的天然氣儲量，但由于美國至今還限制在伊朗境內的大規模投資，這使其豐富的天然氣資源難以變成財富。