关注能源结构变化 寻求未来发展商机

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1、关注能源结构变化寻求未来发展商机——关于页岩气、煤层气、煤制气发展动态简析（3）[综述]近年来我国能源消费增长较快，2011年我国能源生产和消费总量分别为31.8亿吨和34.8亿吨标准煤，是改革开放初期的5倍以上。目前我国的人均能耗已达2.6吨标准煤/年，已经赶上了世界平均水平。根据相关部门测算，随着经济增长和人民生活水平提高，到2020年我国的能源需求总量将达到50亿吨标准煤。我国能源结构中，利用效率较低的煤炭比重达70%，比世界平均水平高出约40个百分点，石油、天然气等所占比重低。气体和液体燃料的燃烧效率比固体燃料高，天然气的平均终端利用效率比煤炭高30%，石油的终端利用效率比煤炭高2

2、3%。因此，降低固体能源使用比重，增加气体和液体能源的开发和利用，是世界能源结构优化调整的方向。尤其是对非常规天然气的开发利用已被各国政府提上重要的议事日程，世界能源结构正面临深刻变化。目前，美国页岩气开发已进入快速发展阶段，我国也在考虑如何开发页岩气、煤层气和煤制天然气的问题。如何开发页岩气、煤层气和将煤炭转化为清洁、高效的气体或液体能源是我国能源结构调整升级的重点发展方向之一。为此，山东省煤炭行业协会经济研究中心与兖矿集团战略研究院组成专题课题组，对页岩气、煤层气和煤制天然气的开发利用状况进行信息收集整理和系统分析，分三部分期予以刊登介绍，以便为关注此类“气”产业发展的有关人士提供借鉴

3、，为有意进军此类“气”产业的煤炭企业提供参考。第三部分煤制天然气发展动态我国的能源结构特点是“富煤、贫油、缺气”。煤炭资源丰富，且煤种齐全，分布较广。煤制天然气是与煤相关的另一种天然气的开发和应用方式，用褐煤等低品质煤种制取甲烷（即天然气主要成分）气体，可利用现有和未来建设的天然气管网进行输送。煤制天然气流程是将煤经过气化、气体净化、变换以及甲烷化四个单元来制备天然气。煤制天然气的耗水量在煤化工行业中是相对较少，而转化效率又相对较高，同时，煤制天然气过程中利用的水中不存在污染物质，对环境的影响也较小。通过煤制天然气技术可以使煤直接燃烧过程中产生的有害物质集中回收利用，也是高碳能源向低碳、富

4、氢能源转化的有效途径。从我国能源资源储存情况来看，通过煤炭气化将部分煤炭转化成天然气加以利用是一项重要的战略选择。尤其是将一些低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远地区运输成本高的煤炭资源就地转化成天然气加以利用，将是一条很好的煤炭利用途径。发展煤制天然气不仅可以缓解我国天然气供应不足的局面，弥补天然气供需缺口，对于实现油气资源的多元化、能源安全、节能减排等方面具有战略性意义。一、煤制天然气开发状况1．国外煤制天然气发展状况煤制天然气工艺路线的核心技术是甲烷化技术，最早由德国鲁奇公司和南非沙索公司的工程师在半工业化实验厂进行考察时提出。国外的研发是以制取代用天然气为目的，目前大型甲烷化技术在国

5、外发展已经成熟。能够提供成套技术的主要有德国的鲁奇公司、丹麦的托普索公司、英国的Davy公司以及美国的巨点能源公司等。鲁奇公司和南非沙索公司，在南非F-T煤制油工厂旁建了一套半工业化煤制天然气试验装置，同时，鲁奇公司和奥地利艾尔帕索天然气公司在奥地利维也纳石油化工厂建设了另一套半工业化的天然气试验装置。两套试验装置都进行了较长时期的运转。丹麦Topsoe公司使用自己开发的专用催化剂，建设了12m3/h的中试装置。其代表性的甲烷化催化剂为MCR-2X，该催化剂是将22%镍负载到一种稳定的载体上制备而成的，无论在低温下（250℃）还是在高温下（700℃）都能稳定运行，已经通过工业验证是一种具有

6、长期稳定性的催化剂，累积运行记录超过了45000h。在高压下，该催化剂可以避免羰基形成，保持高活性和长寿命，能生产出高品质的代用天然气，甲烷体积分数可达94%～96%，完全可满足天然气标准以及管道输送的要求。Davy的CRG工艺与Topsoe的TREMP工艺基本类似，其代表性的甲烷化催化剂为CEG-LH，该催化剂使用温度范围很宽，在230～700℃范围内都具有很高且稳定的活性，使用该催化剂具有变换功能，合成气不需要调节H/C比，转化率高，该催化剂已经过工业化验证，拥有美国大平原等很多业绩，甲烷化压力高达3.0～6.0MPa，可以减少设备尺寸，使用该催化剂能生产出高品质的代用天然气，甲烷体积

7、分数可达94%～96%。美国巨点能源公司开发的一步法煤制天然气技术，又称“蓝气技术”。巨点能源技术采用一步法合成煤基天然气，降低气化装置的操作温度，在温和的“催化”条件下，直接催化反应并生产出清洁可燃的天然气。其具有煤种适应性广泛、工艺简单、设备造价低、节能和环保等优点。生产出的天然气符合管道运输条件标准。目前正积极推进该公司开发的一步法煤制天然气技术的商业化进程，计划到2022年采用“蓝气技术”装置的总规模能力达到日产