液化天然氣、管道天然氣與煤制天然氣的比較分析

婁洌萌

吉林市燃氣管理中心，吉林吉林 132011

隨著我國社會經濟發展腳步的不斷加快，對天然氣的需求也越來越高。液化天然氣、管道天然氣和煤制天然氣均為天然氣的種類之一，但是三者之前卻存在著很大的區別。為了能夠更好的將三種來源的天然氣進行對于研究，本文采用LCA方法，對三者生命周期各個環節所涉及的環境效應進行分析，以此來為今后煤利用和天然氣的利用提供一定的定量依據。

1 生命周期評價的目標定義和范圍界定

1.1 研究對象和功能單位

為了能夠更好的對液化天然氣、管道天然氣與煤制天然氣進行比較，本次研究選用了三個不同國家的不同類別的天然氣，分別為俄羅斯進口管道天然氣、澳大利亞進口液化天然氣和我國的煤制天然氣。在本次研究中，主要的內容是三種不同來看天然氣的生命周期能源使用和相關的環境排放，而研究中涉及的功能單位則為1000m3天然氣。

1.2 研究系統邊界和目標

通過本次研究，力求能夠對三種不同來源天然氣的不同生命周期階段所涉及的資源消費、能源消費以及環境排放等進行全面、系統的研究分析，從而總結出三種不同天然氣之間的區別，以便今后更合理的對其進行應用。但考慮到本次研究的對象均為天然氣，即使每種類型所呈現出來的熱值存在較大差別，但最終也不會影響到得出的結論。由此可見，在本次研究中，我們可以暫時將環境排放研究忽略。而本次研究的系統邊界則主要包括兩個方面，即原材料生產和運輸。

2 生命周期清單分析

在本次研究中，對于煤制天然氣用煤的選擇主要采用的是我國山西、內蒙古等地的褐煤。根據研究目標的實際需求，我們將天然氣產地選擇在了山西北部，并利用管道運輸將山西北部的天然氣運送到北京，從而確保北京地區的天然氣氣源能夠得到持續供給。

縱觀煤制天然氣的整個流程，主要包括3個步驟，首先要將激冷合成氣從汽化爐中送到水煤氣變換反應器中，以此來對甲烷合成過程中所需的氫碳比進行合理調整，使其達到相關需求。其次要收集CO2，該步驟需要注意的是，對于所收集的CO2純度，應該是越高越好。同時，要對單質硫進行回收，并將合成氣送入甲烷化反應器以生產天然氣。最后，將部分合成氣作為干燥煤用燃料，甲烷化過程放出的大量熱用于產生高壓蒸汽，可以驅動蒸汽輪機發電供給控給空分系統。

而對于俄羅斯進口管道天然氣和澳大利亞液化天氣的運輸途徑來看，前者主要是全程通過管道輸送的方式，將天然氣運輸到北京，而后者則是先將天然氣運至天津沿海碼頭，然后再通過管道運輸的方式將其運送至北京。不同來源的天然氣生命周期清單分析如表1所示：

表1 不同來源的天然氣生命周期清單分析

表1中主要分析的是不同來源天然氣在建設和生產階段的CO2和SO2的環境排放情況，從表1的相關數據我們能夠看出，相對于生產階段的環境排放量來說，建設階段的排放量的數值要更多一些。因此，我們可以斷定，建設階段是煤制天然氣主要的環境排放階段，生產階段次之。俄羅斯進口管道天然氣建設階段所消耗的鋼材的生命周期排放則是主要的環境排放階段。而澳大利亞進口液化天然氣的主要的環境排放階段則是船用材料的生命周期的排放。

3 煤制天然氣項目的經濟競爭力分析

上文提到，煤制天然氣所用煤主要是山西、內蒙古等地區的褐煤，這種類型具有熱值低的特點。但就近幾年褐煤的價格來看，卻呈現出不斷上升的趨勢，正因為如此，煤制天然氣項目的經濟競爭力也受到了嚴重影響，具體項目零利潤價格如表2所示：

表2 煤制天然氣方案項目零利潤價格

從表2的相關數據我們能夠看出，褐煤價格的變動對于天然氣產品具有重要的影響。在煤價格為100和350的時候，天然氣零利潤價格分別為1.36和3.01，上升了一倍多，由此可見，，煤制天然氣項目的經濟競爭力與煤價格的變動具有密切關聯。目前，在人民幣對美元的匯率下，相關部門將天然氣的價格定在1.9-2.4元·m-3之間。同時，考慮到運輸費用和站線建設、運用成本等費用的存在，因此，在該價格區間上又添加了0.1元·m-3以上的降低空間。此外，還需考慮油價的價格。由此可見，與俄羅斯管道天然氣和澳大利亞液化天然氣相比較，隨著褐煤價格的不斷上漲，煤制天然氣項目的經濟性將會受到很大的挑戰。

4 結論

通過本文的分析我們能夠看出，就我國當前煤制天然氣的使用現狀來看，是一種以鄰為壑的不科學的發展模式，在該模式下，煤制天然氣不僅存在生命周期熱能轉換率不高的現象，而且在不同區域的環境中，煤制天然氣的容量也不盡相同，容量的大小直接關系到損失的嚴重程度。因此，為了能夠更好的促進我國煤制天然氣的有效使用，不斷引進國外成功經驗是非常重要的。

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