丈量“天然气制油商业化应用”时间轴

□ 文/本刊记者 张建

丈量“天然气制油商业化应用”时间轴

□ 文/本刊记者 张建

克宣/图

据悉，中国石油上海寰球工程有限公司具有自主知识产权的天然气转化合成气制油技术工艺包已于日前通过行业专家评审，具备工业化应用条件。这项技术为中国石油开拓天然气资源综合利用业务奠定了基础，标志着中国石油成功跻身壳牌等少数几家掌握这项技术的国际石油公司行列。

值得指出的是，应用这项工艺生产出的汽柴油产品具有无硫、无芳烃、无重金属等特性，可以使污染物排放量大幅度减少，将对大气污染防治起到积极作用。天然气制油（GTL，“Gas To Liquid”）是无味、透明的液体，由于不含硫，也就没有普通柴油的黄色，是新时代清洁能源的一大“标兵”。

进入10月以来，雾霾天气连续出现。由于受到“暖冬”的影响，今年冬天的雾霾可能会成为“常态”。雾霾频繁发生，气象外因不容忽视，但是，我们更应关注的是大气复合污染的内因。

减少污染物排放量，建设美丽中国，企业应当做排头兵。

开发清洁能源替代石油和煤炭是缓解气候变化最有效的途径之一。近年来，中国石油大力推动常规和非常规天然气开发利用的系统工程。此次中国石油上海寰球工程有限公司具有自主知识产权的天然气制油工艺技术，是世界首套特殊固定床反应器技术，主要技术指标达到了世界先进水平，单台设备的生产能力大幅提升、原料气的适应性更广、生产的柴油产品高清洁、副产的高纯蜡产品具有高熔点、高收率等特点。

优势众多引能源巨头逐鹿

欧美国家以天然气为原料合成油品和化学产品的尝试早就在进行。尤以壳牌公司为代表开发生产的天然气制油（GTL）—一种燃性佳、污染小，洁净、无色的合成燃料而著称。

壳牌公司积极倡导天然气炼油技术。上个世纪70年代出现的石油危机，是促使壳牌进行天然气制油技术（GTL）研究与开发的一个重要契机。

壳牌天然气制油技术（GTL），是根据上个世纪20年代形成的煤液化技术进行开发的：将天然气部分氧化，得到氢气和一氧化碳混合物的合成气，再将合成气合成为液体碳氢化合物。液体碳氢化合物经过进一步处理，就可以生成作为交通燃料和化工原料的各种合成油。

天然气制油技术（GTL）的一大优势在于，现有的柴油发动机无需做任何改造就可以使用这种燃料。GTL燃料也可以根据适当的比例与标准柴油混合使用。由于不含硫，使用GTL燃料可以很大程度上降低尾气排放。壳牌公司试验表明，不采用过滤器时，使用GTL柴油比传统柴油减排氮氧化物16%，减排颗粒物质23%；采用过滤器时，氮氧化物减排20%，颗粒物质减排97%。且GTL不需要特殊的加油站，也不需要对汽车发动机进行改造，是一种优势非常明显的替代燃料。

天然气制油（GTL）是一种特殊的燃油，它不是从传统的石油提炼出来的，而是把天然气转化成清洁且便于运输的燃料，它像矿泉水一般清澈，有股淡淡的石蜡的味道。即使不小心滴到衣物上，他不会损坏衣物的质地，不会留下什么痕迹。

近年，天然气制合成油（GTL）项目正在升温，主要驱动力是燃料规范、环境保护，更重要的是投资可行。新发现的许多天然气田远离用户市场，用管道输送不甚经济，按照新的环保法规，开采石油时同时抽出的天然气既不能烧掉污染环境，也不宜回注到油藏。GTL为世界上利用不甚方便的约60%的天然气气田提供了新的机遇。

进入21世纪后，随着油价的攀升以及天然气探明储量的增长，GTL技术变得更加经济可行。GTL可以实现油品来源的多元化，保障能源安全。与此同时，通过这一过程生产的清洁油品可以生产一系列高值化学品，如润滑油基础油、钻井液、特种石蜡、α-烯烃等。

优势如此众多，使得壳牌、埃克森美孚、雪佛龙、萨索尔等国际能源巨头纷纷参与GTL技术研发与项目建设。

卡塔尔具有全球最大的天然气储量。壳牌、萨索尔、埃克森美孚都曾计划在卡塔尔建设GTL项目，但最终只有壳牌一家获得了批准。2003年，卡塔尔石油公司和壳牌宣布在卡塔尔Pearl 共建GTL项目，将卡塔尔北部油田海上油井的天然气加工为燃料油及基础油等石油产品。该工厂2011年在卡塔尔建成。生产的基础油有两个产品系列，一个于2011年8月投产，第二个产品系列于2012年年中投产，全部投产后达到140万t/a的基础油产量。

北美页岩气开发引发了能源革命，天然气转化合成气制油技术再度引发国际石油公司的关注。

水平井和水力压裂技术的应用，促使北美地区的页岩气资源开采业在近3年间得到迅猛发展。美国页岩气产量从2007年的1.5万亿立方英尺增至2011年的7.8万亿立方英尺，北美天然气产业的历史被改写。美国能源部预测，到2025年，美国页岩气的年产量将达13万亿立方英尺。美国2007年天然气进口达到峰值的3.6万亿立方英尺，此后不断降低，到2012时降至1.5万亿立方英尺，预计2020年美国将成为天然气的净出口国。

GTL项目的盈利前提是持续较高的油气差价。页岩气产量的大增对石油产品和天然气之间的差价产生了巨大的影响。由于北美页岩气潜在储量巨大及开采技术的发展等因素，其石油产品和天然气之间的高差价将成为常态。由此，专家判断，页岩气革命必将促进GTL项目建设。据统计，目前全球GTL项目均设在储量大、成本低的天然气资源地区，如卡塔尔和马来西亚。目前，萨索尔、埃克森美孚等公司都考虑将GTL工厂建在有大量页岩气开采的美国或者有大量天然气开采的中东、俄罗斯和东欧。

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成本瓶颈阻断中短期商业化生产

天然气合成油（GTL）是天然气工业的亮点。GTL技术的分项技术，即气体深度净化、合成气制造、合成油生产、合成油加工等技术均已成熟。然而，GTL技术的商业化推广却久未成行。GTL技术商业化生产的两项主要障碍就是，天然气价格和高昂的投资费用。

专家指出，天然气制合成气，以及合成油的下游加工都需要大量投资。以卡塔尔为例，目前在卡塔尔实现商业化的奥里克斯项目，代表了当今最先进、规模最大的GTL技术。卡塔尔石油公司和萨索尔公司合资建设的天然气制合成油公司，拥有世界上最大的天然气生产合成油的装置。奥里克斯项目3.4万桶/日的投资费用高达59亿美元，14万桶/日的投资费用高达190亿美元。由此可以预见，中短期内GTL成本高的瓶颈难以突破。

据介绍，早在20世纪70年代，天然气制取合成油就已经有了几种成熟技术。但当时的石油价格低廉，天然气制取合成油的生产成本与石油价格不分伯仲，没有利润。虽然，石油价格的攀升给这项技术带来了利润空间，但另一方面，购买原料天然气的价格却成为了新的发展“掣肘”。

GTL过程较复杂而且设备密集，需要有能长期供应的廉价天然气。目前，仅有中东、俄罗斯、非洲、南美和加勒比海地区拥有可资利用的天然气气田。天然气制取合成油开发地均在交通不便的资源丰富的产区。卡塔尔的奥里克斯天然气制合成油公司，天然气可采储量34.92万亿立方米。乌兹别克斯坦天然气合成油厂，每年可加工天然气35亿立方米。尼日利亚艾斯卡佛斯天然气制合成油公司，初期生产能力为5400 m3/d合成燃料。阿拉斯加合成油公司，日产50000桶。以上4个地区均为天然气富集区，并不需要购买商品天然气。试想一下，如果使用的是商品天然气，加上各种费用，那么生产的合成油要比进口的原油价格贵很多，显然不可行。

中国是天然气进口国，《2013年国内外油气行业发展报告》显示，2013年我国天然气进口量为530亿立方米，对外依存度达到31.6%，首次超过30%。中国已经超越伊朗成为全球第三大天然气消费国。基于天然气资源较为贫乏的国情，天然气制取合成油技术的商业化应用还需慎重。正如专家指出的，从我国化石能源利用、天然气价格和国家政策等方面来讲，天然气制油在未来很长一段时间内都不可能在国内得到商业化应用。我国天然气制油领域可能获得的突破是大型能源企业在海外拥有廉价且远离我国大陆的天然气产区，GTL技术在这些地区可能获得商业化应用并得到不断完善。但是在节能减排、绿色低碳生活的当下，我们仍要时刻对天然气制油（GTL）加以关注。