煤制气并不低碳

“能量守恒，物质不灭”的定律是不能欺骗和不能打破的，能源转型踏踏实实的“增气”，而不是“制气”。

今天人们对能源转型的概念已经不陌生了，国际能源署（IEA）认为21世纪是天然气的“黄金时代”，美国页岩气革命启动了新的一轮能源革命。刚刚结束的华沙会和气候谈判艰难地达成了“大家都不满意而又都可以接受的协议”，低碳减排拯救地球日渐成为被世界广泛接受的“低碳道德”。

中国是目前世界上能源消费量最多的国家，同时也是能源结构最落后的能源大国，一次能源结构中过高的煤炭依赖和过低的天然气消费不仅使中国成为温室气体排放增量最大的国家，同时也成为了绝对排放量最大的国家。

改革开放三十五年，我们经济进步社会进步成就巨大，同时我们对资源和环境的透支也空前巨大。日益严重的雾霾不仅在生理上，甚至在心理上也逐渐成为影响人民生活的“负能量”，有时人们对蓝天白云的期盼不亚于对锦衣美食的期盼。

由此可见，调整能源结构，减少排放成为当前中国能源转型的当务之急。

有历史学家总结说，近两千年来，后两百年人类财富的积累超过了之前的一千八百年。两次大的能源转型是财富积累的最大的推进器。过去两个世纪是个大变革的时代，创造、创新和发明爆炸式地增长，出现了大量意想不到的全新机遇。

第一次能源转型，蒸汽机的发明和煤炭为工业革命时期的大爆发提供了能源。第二次能源转型，内燃气和汽车的发明，石油为二战后的经济大爆发提供了能源，把世界变成了今天全球化、高度互联的世界。

1952年冬天雾霾笼罩伦敦，一周之内4000人死于重度的空气污染，从而启动了长达半个世纪的减煤增气的能源结构转型历程，欧洲成为近20年唯一一个空气污染持续降低的大陆。曾经是主要燃料的煤炭，在今天欧洲一次能源结构中只有15%的份额，而新兴的可再生能源的占比已接近20%，天然气早已成为了最重要的能源。

美国页岩气革命让美国步入了“减煤增气”的快速通道，气电比例上升，煤电比例下降，加上其他减排措施，仅去年一年就减少二氧化碳排放大7.6亿吨，减排量居世界之首，美国温室气体排放总量一下降到了1995年的水平。

减煤增气的减排效果明显，第三次能源转型就是煤炭石油等高碳能源转向以天然气为桥梁的低碳多元能源。从实证的角度看，欧洲六十年，美国十年是最好的案例。从科学的角度看，薪柴中每个分子包含1个氢原子和10个碳原子；煤炭中每个分子包含1个氢原子2个碳原子；石油中的烃结构包含2个氢原子和一个碳原子，而天然气中每个分子中包含4个氢原子和一个碳分子，过去两百年每一次能源转型都是能源减碳增氢的转型。

罗伯特·海夫纳三世是著名的美国能源企业家、能源思想家和睿智的哲人。他认为能源大转型是人类各种活动积累的结果。它的动力是人类通过发明创造追求更高的经济地位和生活质量的自然需求。类比达尔文的自然进化论，他把能源大转型的能源变化比作每年有数百万亿的个人能源选择推动的自然选择。

以一张千年尺度的能源转型图，海夫纳三世清楚地解释了他的能源转型的思想：人类已经进入了能源大转型的关键历史时刻，“能源大转型是一种液体燃料转型；因为液体是介于支撑人类文明延续千年的固体能源与气体能源之间物质的过渡状态。”人类漫长的固体燃料时代将在21世纪转向无限的气体燃料时代，液体燃料（石油等）是这个转型中的过渡燃料。“除了天然气，气体能源还包括风能、太阳能、氢能和‘人造太阳’（可控热核聚变）”。

作为第一能源消费大国和第一温室气体排放大国，在这次转型中的主角，没有中国的转型整个世界都难以完成转型。任何国家的能源转型都是极为艰难的，因为这与个人生活的习惯改变有关，改变个人的生活习惯是个十分艰难而且漫长的过程。能源转型需要三种推动力，分别是政府干预、政治领导力和个人行为。能源现状、资源禀赋、文化习惯和历史发展阶段让中国的转型更为困难。我认同海夫纳三世关于气体燃料的定义，从能源的角度看，煤制气只是固体燃料向气体燃料的转换，初始燃料还是高碳的煤炭，仍属固体燃料。先不说能源形式转换效率的高低，理论上这个转换过程的碳排放并没有减少。

从这个意义上看，我不认为这一轮一窝蜂“大干快上”煤制气的新煤化工项目是在能源转型的正确方向上迈进。为了GDP，为了就业，也为了满足仍在增长的能源需求，作为一种试验和过渡也许是一种不得已的选择，但我们必须清楚地意识到，高碳的固体燃料与低碳的气体燃料之间不是简单的物理形态的不同，而是碳氢比例化学性质本质间的区别。

用户也许分辨不出天然气与煤制气的区别，但环境知道。“能量守恒，物质不灭”的定律是不能欺骗和不能打破的，能源转型“减煤增气”需要的是踏踏实实的“増气”，而不是“制气”。

煤制气工艺流程

煤制天然气技术是利用褐煤等劣质煤炭，通过煤气化、一氧化碳变换、酸性气体脱除、高甲烷化工艺来生产代用天然气。其中气化采用BGL技术，并配有空分装置和硫回收装置。主要流程为：原煤经过备煤单元处理后，经煤锁送入气化炉。蒸汽和来自空分的氧气作为气化剂从气化炉下部喷入。在气化炉内煤和气化剂逆流接触，煤经过干燥、干馏和气化、氧化后，生成粗合成气。粗合成气的主要组成为氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、油和高级烃，粗合成气经急冷和洗涤后送入变换单元。

粗合成气经过部分变换和工艺废热回收后进入酸性气体脱除单元。粗合成气经酸性气体脱除单元脱除硫化氢和二氧化碳及其它杂质后送入甲烷化单元。在甲烷化单元内，原料气经预热后送入硫保护反应器，脱硫后依次进入后续甲烷化反应器进行甲烷化反应，得到合格的天然气产品，再经压缩干燥后送入天然气管网。

成本难题

煤制天然气虽然被热捧，但煤制气的生产成本远高于常规天然气。至今煤制天然气却是一桩亏本的生意。

根据现在的煤制天然气技术水平，1吨原料煤可以制300立方米的天然气。如果原料煤成本在每吨300元，原料煤在煤制气项目的成本中占比40%，加上煤制气设备折旧、人工、动力煤等其他成本来计算，每立方米煤制天然气的成本要在2元钱以上。而目前1立方米煤制气入管道的价格一般做到1.2元至1.5元之间不等。这也就意味着，煤制天然气只要进入管网就是亏损。