煤制天然气项目基本情况及发展现状

煤制天然气项目基本情况及发展现状一、前言在国内天然气供应紧张和国际油价、天然气价格连续上涨情况下，国内许多公司将目光转向用煤生产天然气的项目，煤气化生产合成气，合成气通过一氧化碳变换和净化后，通过甲烷化反应生产天然气的工艺在技术上是成熟的，煤气化、一氧化碳变换和净化是常规的煤化工技术，甲烷化是一个有相当长应用历史的反应技术，工艺流程短，技术相对简单，对于合成气通过甲烷化反应生产甲烷这一技术和催化剂在国际上有数家公司可供选择。对于解决国内能源供应紧张局面的各种非常规石油和非常规天然气技术路线进行综合比较后判断，煤气化生产合成气、合成气进一步生产甲烷（代用天然气）项目是一种技术上完全可行的项目，在目前国际和国内天然气价格下，这个项目在财务上具有很好的生存能力和盈利能力。另外，作为天然气产品，依赖国内日趋完善的国家、地区天然气管网系统进行分配销售，使得天然气产品的市场空间巨大。充分利用国内的低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远运输成本高的煤炭资源，就地建设煤制天然气项目，进行煤碳转化天然气是一个很好的煤炭利用途径。二、国外煤制天然气项目进展情况美国达科塔州气化公司投资约21亿美元的煤气化生产天然气项目于1984年投入运行，采用Lurgi固定床气化工艺，日产合成天然气（SNG-SUBSTITUTENATURALGAS）1.3亿标准立方英尺（折合368万标准立方米天然气/日），实际产能1.7亿标准立方米/日（折合：481万标准立方米/日），年产能为（按330工作日计算）16亿标准立方米（实际产能12亿标准立方米/年）。另外工厂副产1200吨/日液氨，还有煤焦油等副产品。这家工厂也是全球第一家将副产的二氧化碳用于提高石油开采率（EOR）项目的工厂。工厂共有18台LurgiMarkIV气化炉，日处理褐煤18500吨。这家工厂是在二十世纪七十年代石油危机阶段建设的，投入运行后遇到国际油价、天然气价格长期处于低位，工厂一直处于亏损和微利状态。在对外销售二氧化碳和其他副产品补充情况下，工厂曾一度艰难度日。在2003年国际油价天然气价格上涨后，工厂实现盈利。南印第安纳州在2006年10月宣布投资15亿美元，建设一个年产11亿标准立方米（400亿标准立方英尺）合成天然气（SNG）的工厂。美国博地能源公司和康菲石油公司在联合开展一个投资30亿美元，年产500-700亿标准立方英尺的煤制天然气（SNG）工厂可行性研究工作，工厂选址在肯塔基州。美国伊利诺伊州在2006年9月发布公告，宣布投资一个年产500亿标准立方英尺的煤制天然气项目。三、国内煤制天然气项目进展大唐国际在内蒙古赤峰市克什克腾旗投资226亿元建设一个日产天然气1200万标准立方米（年操作时数8000小时，年产天然气40亿标准立方米），项目已开工建设。项目配套建设一条448公里管线，向北京输送天然气。辽宁大唐国际阜新煤制天然气项目目前环评已进入公示期，项目建设规模与赤峰项目完全一样。项目配套建设一条1100公里管道向沈阳、大连等城市输送天然气。内蒙古汇能煤化工有限公司在鄂尔多斯投资的16亿标准立方米煤制天然气项目在开展可行性研究前期工作。华银电力与广东佛山公用事业控股公司组建合资公司，投资建设一个15亿标准立方米的煤制天然气项目。神华宁煤集团也在积极的探讨建设煤制天然气项目可行性。四、煤制天然气技术开发进展情况传统的煤制天然气工艺路线为煤气化生产合成气，合成气经过甲烷化反应生成甲烷—合成天然气。这一传统工艺技术成熟，计算的热效率（原料褐煤的热值转化为天然气热值）为61.9%。第二种技术是EXXON公司在二十世纪七十年代开发的催化蒸汽气化技术（Catalyticgasification），用碳酸钾（碱过度金属氧化物或碱土）作为催化剂，煤与水蒸汽反应生产甲烷。计算热效率达到71.9%。项目投资为煤气化制天然气工艺75%。氢气化技术(hydrogasification)：这一技术的计算热效率达到79.6%，项目投资为煤气化制天然气项目的75%。第一种通过煤气化转化天然气技术是成熟的工业化技术，而后两种煤转化天然气技术是在研究开发阶段的新技术。目前国内在建和开展前期研究的煤制天然气项目均采用第一种成熟的煤气化、甲烷转化过程的工艺技术。对于后两种技术，美国、日本、澳大利亚都在进行研究开发。对于氢气化技术（hydrogasification），美国、日本和澳大利亚等国近期有大量研究开发方面的报道，而且对于工业化试验进程也有明确的时间进度安排,以求在这一技术工业化方面有所突破。这一技术可以提高煤炭转化率和降低项目投资，从而进一步提高煤制天然气项目的竞争能力。五大唐国际赤峰克什克腾煤制天然气项目有关技术经济数据大唐国际在内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗投资建设的日产1200万标准立方米煤制天然气项目已动工建设。从项目可研咨询单位了解到一些数据，汇总整理如下：项目产品方案为：序号产品名称年产量产品价格备注1煤制天然气40亿标准立方米1.6元/标准立方米2焦油508800吨1200元/吨3石脑油101280吨2800元/吨4粗酚57600吨4200元/吨5硫磺120036吨800元/吨6液氨52560吨1600元/吨注：按此价格计算，副产品年销售收入约为13.14亿元。天然气质量指标：成分COCO2N2+ArH2CH4合计含量V%0.050.771.02.4895.7100天然气低位热值：34612kJ/Nm3。主要工艺装置和关键设备能力序号装置关键设备名称单台（或单系列）生产能力系列数备注1备煤505t/h(入炉煤)32煤气化气化炉，44000Nm3/h粗煤气4848台lurgi气化炉，45开3备3CO变换、冷却218700Nm3/h6部分变换4低温甲醇洗336500Nm3/h65甲烷化220000Nm3/h66吸收制冷67空分装置制氧45000Nm3/h6透平驱动空压机8硫回收39煤气水分离500t/h610酚回收611氨回收312污水处理及回用450t/h313蒸汽锅炉390吨/小时，69.81MPa,540°C项目主要销耗：煤耗(原料煤和燃料煤为胜利东二号褐煤，全水分：34.1%，收到基灰分11.22%，收到基低位发热量：14.4MJ/kg)，原料煤价为120元/吨。原料煤1423.80万吨/年42714.00吨/日1779.75吨/小时燃料煤402.144万吨/年12064.32吨/日502.68吨/小时年耗水：2701.88万吨/小时。折合1000Nm3天然气耗水6.75吨。每吨天然气耗水：9.46吨。工厂占地面积：3808.95亩。用电负荷：138791.25kW。工厂定员：1678人（含长输管线130人）。项目建设总进度：三年。建设投资估算：化工区固定资产费用：1242597.95万元。化工区无形资产费用：51600.00万元。化工区递延资产费用：50801.61万元。化工区预备费：167522.46万元。热电站投资:266786.00万元。长输管道投资：281412.00万元。建设投资：2060720.02万元。项目综合指标表序号项目单位指标备注1项目总投资万元2268074.361.1基建投资万元2060720.021.2固定资产方向调节税万元1.3铺底流动资金万元15332.161.4基建期利息万元192022.172项目固定资产投资万元2252742.193资本金万元680589.464基建贷款万元1587484.905年销售收入万元756191.52平均6年销售税金万元68989.61平均7年总成本费用万元506006.62平均8年利润总额万元181195.29平均9年所得税万元45298.82平均10投资利润率%7.86平均11投资利税率%10.86平均12成本费用利润率%35.81平均13投资收益率%14.13平均14外汇贷款偿还期年含基建期15国内贷款偿还期年9.91含基建期16投资回收期（所得税后）年9.59含基建期17投资回收期（所得税前）年9.06含基建期18全投资内部收益率%10.63所得税后19全投资净现值万元367559.32所得税后20全投资内部收益率%12.31所得税前21全投资净现值万元639818.27所得税前22自有资金内部收益率%12.4023自有资金净现值万元341052.8624全员劳动生产率万元/人年450.65注：贴现率I=8%项目基建期三年合成天然气装置能耗指标表(以1000Nm3干天然气计)序号项目单位消耗单位折能MJ能耗GJ1原料煤t3.559614.4x10351.2582燃料煤t1.00514.4x10314.4723仪表空气Nm34氮气Nm35焦油t-0.127239.775x103-5.0596石脑油t-0.025342.91x103-1.0857粗酚t-0.01440.046x103-0.000668硫磺t-0.0309.278x103-0.2789液氨t-0.01310.0185x103-0.00024不含副产品65.73总能耗（副产品）59.307天然气Nm334.612不含副产品效率52.65%总效率58.36%配套建设的天然气输气管线工程基本情况：管线起于：赤峰市克什克腾旗的好来呼热（北井子）首站，至于：北京市密云县密云，管线全长448公里。管径DN800，输送压力10.0MPa，输送量60x104m3/h。管输工程的内部收益率按12%计算，测算出管输费为0.15元/Nm3。全投资回收期8.18年。六、项目有关数据结论讨论从以上的项目数据可以看出，天然气出厂价格含税为1.60元/标准立方米。管输到北京后价格到1.75元/标准立方米。即使按照目前北京天然气最终分销到用户价2.0元/标准立方米，给城市燃气公司预留0.25元/标准立方米的分销费用。在目前的天然气价格下，项目仍然具有很强的财务生存能力和盈利能力。我国天然气价格一直受政府控制，目前天然气价格远低于国际价格，在国际上石油天然气价格比为：1：0.6，而国内石油和天然气价格比为1：0.24，同时作为民用燃料的液化石油气价格高达6000元每吨，折合每公斤6元。15公斤液化石油气热值基本相当于20标准立方米天然气热值，但15公斤液化石油气出厂价为90元，而20标准立方米天然气进入长输管道价在16元。对于终端用户来讲，每月一罐液化石油气价格达到100元以上，而20标准立方米天然气在北京等城市基本在40元左右。现在规划的国外进口的天然气价格到达各城市的门站价格不会低于3.5元每标准立方米，在这种国内能源产品价格极度不合理情况下，国内天然气价格上调仅仅是时间问题，因为国内今后消费天然气中，进口天然气比重越来越大，迫使国内天然气价格最重要和国外接轨。因此，煤制天然气项目的财务盈利能力预期会更好。七、讨论和建议从目前发表的有关资料看，煤制天然气的能源转化效率比用煤生产甲醇等其它产品高约13%，比直接液化高约8%，比间接液化项目高约18%。另外煤制天然气项目技术成熟，产品市场容量巨大而且稳定，在国内许多大中城市，许多车辆已改用天然气作燃料，煤制天然气项目也是非石油路线生产替代石油产品的一个有效途径。神华集团公司在新疆、内蒙呼伦贝尔、锡林格勒的胜利煤田拥有大量褐煤资源，这几个地区都具备发展煤制天燃气项目的机会。从土库曼斯坦到中国华东、华南的天然气西气东输二线已开工建设，这条管线年输气能力为300亿标准立方米。新疆褐煤价格按目前生产成本和目前价格判断销售价格不会高于120元/吨，因此，参照大唐项目1.6元/标准立方米（含税）的天然气价格，比国外通过管输到新疆的天然气成本还要低（从土库曼斯坦进口的天然气在气源点进入管网价格约在1.4元/标准立方米，到达新疆2500-3000公里管输费用加价一元，到达新疆价格约在2.5元/标准立方米）。因此在新疆建设大规模的煤制天然气项目，可以转化当地廉价的褐煤资源。同时产品天然气销售进入西气东输二线，新疆煤制天然气有稳定的市场。虽然大唐国际已启动了利用胜利煤田褐煤生产煤制天然气项目，这一项目已占用了一部分华北的天然气市场容量，但北京、天津和环渤海地区经