撥開迷霧識(shí)別煤制氣

□ 龐名立

近來，在媒體上經(jīng)常見到：我國“初步規(guī)劃到2020年，要使煤制氣達(dá)到500億立方米以上，占到國產(chǎn)氣的12.5%。在增加天然氣供應(yīng)的措施中，煤制氣等非常規(guī)天然氣的開發(fā)將加快推進(jìn)”。

我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，這也導(dǎo)致國內(nèi)空氣污染嚴(yán)重。大規(guī)模地發(fā)展煤制氣的動(dòng)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(dāng)做常規(guī)天然氣看待，但歸入非常規(guī)天然氣，在筆者看來，也有些不妥。

那何為非常規(guī)天然氣？按照儲(chǔ)層的滲透率，天然氣可分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣。非常規(guī)天然氣是指滲透率小于0.1毫達(dá)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(jī)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(dá)西，開采難而且成本高。

從商業(yè)價(jià)值來看，目前非常規(guī)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(yōu)惠政策，可獲得經(jīng)濟(jì)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(guī)天然氣目前尚無經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

煤制氣是煤制天然氣的簡稱，是指通過煤氣化生產(chǎn)合成氣，合成氣經(jīng)過一氧化碳轉(zhuǎn)換和凈化后，通過甲烷化反應(yīng)生產(chǎn)合成天然氣的工藝過程。煤制氣的生產(chǎn)有兩種方式：

其一，地面煤化工產(chǎn)生的甲烷不屬于非常規(guī)天然氣。地面生產(chǎn)煤制氣是用煤為原料，經(jīng)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(yīng)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(chǎn)生的甲烷屬于非常規(guī)天然氣。地下煤氣化如同水力壓裂一樣，是非常規(guī)天然氣開采的一種技術(shù)，它是向地下通過注入空氣，將地下自然賦存的煤在煤層內(nèi)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(yīng)用于發(fā)電、煤化工和燃?xì)夤?yīng)。特別適用于用常規(guī)方法不可采或開采不經(jīng)濟(jì)的煤層，以及煤礦的二次或多次復(fù)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(zhì)油、頁巖油、生物質(zhì)來制造。由于是采用煤生產(chǎn)的可燃?xì)猓苑Q為煤制氣。目前我國供應(yīng)的煤制氣均由地面煤化工產(chǎn)生，因此，煤制氣不能稱為天然氣或非常規(guī)天然氣。

實(shí)際上，無論是采用哪一種生產(chǎn)方式，煤制氣均是從煤出發(fā)制取可燃?xì)猓瑖?yán)格意義上都不能將其作為清潔燃料的天然氣對(duì)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(jīng)由一氧化碳再轉(zhuǎn)化為甲烷，但在實(shí)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(guān)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(shí)行無歧視的管道“第三方準(zhǔn)入制”，但還是有一定的規(guī)則。天然氣把煤制氣視為另類，其生產(chǎn)方式不同，產(chǎn)品含量也不一致，對(duì)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(xiàng)目發(fā)展的前提，要提前落實(shí)。