液化天然气、管道天然气与煤制天然气的比较分析

娄洌萌

吉林市燃气管理中心，吉林吉林 132011

随着我国社会经济发展脚步的不断加快，对天然气的需求也越来越高。液化天然气、管道天然气和煤制天然气均为天然气的种类之一，但是三者之前却存在着很大的区别。为了能够更好的将三种来源的天然气进行对于研究，本文采用LCA方法，对三者生命周期各个环节所涉及的环境效应进行分析，以此来为今后煤利用和天然气的利用提供一定的定量依据。

1 生命周期评价的目标定义和范围界定

1.1 研究对象和功能单位

为了能够更好的对液化天然气、管道天然气与煤制天然气进行比较，本次研究选用了三个不同国家的不同类别的天然气，分别为俄罗斯进口管道天然气、澳大利亚进口液化天然气和我国的煤制天然气。在本次研究中，主要的内容是三种不同来看天然气的生命周期能源使用和相关的环境排放，而研究中涉及的功能单位则为1000m3天然气。

1.2 研究系统边界和目标

通过本次研究，力求能够对三种不同来源天然气的不同生命周期阶段所涉及的资源消费、能源消费以及环境排放等进行全面、系统的研究分析，从而总结出三种不同天然气之间的区别，以便今后更合理的对其进行应用。但考虑到本次研究的对象均为天然气，即使每种类型所呈现出来的热值存在较大差别，但最终也不会影响到得出的结论。由此可见，在本次研究中，我们可以暂时将环境排放研究忽略。而本次研究的系统边界则主要包括两个方面，即原材料生产和运输。

2 生命周期清单分析

在本次研究中，对于煤制天然气用煤的选择主要采用的是我国山西、内蒙古等地的褐煤。根据研究目标的实际需求，我们将天然气产地选择在了山西北部，并利用管道运输将山西北部的天然气运送到北京，从而确保北京地区的天然气气源能够得到持续供给。

纵观煤制天然气的整个流程，主要包括3个步骤，首先要将激冷合成气从汽化炉中送到水煤气变换反应器中，以此来对甲烷合成过程中所需的氢碳比进行合理调整，使其达到相关需求。其次要收集CO2，该步骤需要注意的是，对于所收集的CO2纯度，应该是越高越好。同时，要对单质硫进行回收，并将合成气送入甲烷化反应器以生产天然气。最后，将部分合成气作为干燥煤用燃料，甲烷化过程放出的大量热用于产生高压蒸汽，可以驱动蒸汽轮机发电供给控给空分系统。

而对于俄罗斯进口管道天然气和澳大利亚液化天气的运输途径来看，前者主要是全程通过管道输送的方式，将天然气运输到北京，而后者则是先将天然气运至天津沿海码头，然后再通过管道运输的方式将其运送至北京。不同来源的天然气生命周期清单分析如表1所示：

表1 不同来源的天然气生命周期清单分析

表1中主要分析的是不同来源天然气在建设和生产阶段的CO2和SO2的环境排放情况，从表1的相关数据我们能够看出，相对于生产阶段的环境排放量来说，建设阶段的排放量的数值要更多一些。因此，我们可以断定，建设阶段是煤制天然气主要的环境排放阶段，生产阶段次之。俄罗斯进口管道天然气建设阶段所消耗的钢材的生命周期排放则是主要的环境排放阶段。而澳大利亚进口液化天然气的主要的环境排放阶段则是船用材料的生命周期的排放。

3 煤制天然气项目的经济竞争力分析

上文提到，煤制天然气所用煤主要是山西、内蒙古等地区的褐煤，这种类型具有热值低的特点。但就近几年褐煤的价格来看，却呈现出不断上升的趋势，正因为如此，煤制天然气项目的经济竞争力也受到了严重影响，具体项目零利润价格如表2所示：

表2 煤制天然气方案项目零利润价格

从表2的相关数据我们能够看出，褐煤价格的变动对于天然气产品具有重要的影响。在煤价格为100和350的时候，天然气零利润价格分别为1.36和3.01，上升了一倍多，由此可见，，煤制天然气项目的经济竞争力与煤价格的变动具有密切关联。目前，在人民币对美元的汇率下，相关部门将天然气的价格定在1.9-2.4元·m-3之间。同时，考虑到运输费用和站线建设、运用成本等费用的存在，因此，在该价格区间上又添加了0.1元·m-3以上的降低空间。此外，还需考虑油价的价格。由此可见，与俄罗斯管道天然气和澳大利亚液化天然气相比较，随着褐煤价格的不断上涨，煤制天然气项目的经济性将会受到很大的挑战。

4 结论

通过本文的分析我们能够看出，就我国当前煤制天然气的使用现状来看，是一种以邻为壑的不科学的发展模式，在该模式下，煤制天然气不仅存在生命周期热能转换率不高的现象，而且在不同区域的环境中，煤制天然气的容量也不尽相同，容量的大小直接关系到损失的严重程度。因此，为了能够更好的促进我国煤制天然气的有效使用，不断引进国外成功经验是非常重要的。

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