浅析天然气制甲醇与煤炭制甲醇的经济性

曾凡保

摘 要：根据重庆地区煤炭和天然气价格，收集煤制甲醇和天然气制甲醇投资数据及消耗，建立煤制甲醇和天然气制甲醇的经济评价模型，计算模拟对比甲醇成本。根据已有的天然气和煤炭价格数据，结合国际原油价格，预测今后的两种原料的价格趋势，分析两种工艺甲醇路线今后的发展趋势。

关键词：天然气；煤炭；成本 ；经济评价 ；布伦特原油

前言

近年来，受原料价格和国际原油价格的影响，化工产品价格不断回暖，甲醇产品价格从2016年的1700元/吨上涨到如今的2800元/吨。同时，其制取原料天然气和煤炭价格也出现了不同程度的变化，在此情况下，分析两种工艺路线的甲醇成本，判断今后的发展趋势，对同行业的经营管理决策具有一定的参考意义。

天然气制甲醇

目前， 以天然气为原料制甲醇合成气的工艺总体上可分为 3 个大类， 一类是蒸气催化转化， 其中包括传统蒸气催化转化、联合蒸气催化转化和预转化工艺； 第二类是以部分氧化为核心的转化工艺， 包括非催化部分氧化和催化部分氧化（自热式转化） ； 第三类是热交换器型转化工艺， 其中以 ICI 和凯洛格的换热型器式转化器为代表。实际工业生产中，天然气制甲醇工艺主要以蒸汽装换法（SMR）为主， 参照周边化工园区公用工程价格及网上85万吨/年天然气制甲醇相关信息，建立天然气制甲醇经济评价模型，技术参数参照行业内相关规定取值，以发改委重庆地区天然气价格1.36元/方计算，得到2017年甲醇完全成本约为1650元/吨，如果以天然气价格作为参考变量，其余条件作为不变量考虑，设定其价格为A元/方，则有如下如下成本公式：

甲醇完全成本=882.74A+445.30（1）

煤制甲醇

目前世界上普遍采用的以煤為原料制取合成气的成熟工艺主要有鲁奇加压固定床气化法、德士古水煤浆气化法以及 GSP、Shell 的干煤粉加压气化法，我国也自主研发了灰融聚气化法。由于气流床

气化工艺具有技术先进、能耗低、环保效果好、碳转化率高等优点，大型甲醇煤气化技术多选用气流床气化技术[2]。由于川渝地区所用煤炭多为粉煤，故工艺路线采用分煤气化技术，参考网上180万吨煤制甲醇的投资和消耗，结合周边化工园区内公用工程价格，建立煤制甲醇的经济评价模型，相关参数参照行业内相关规定取值，按照秦皇岛2017年5000大卡煤炭价格460元/吨计算，得到2017年煤制甲醇的完全成本约为1420元/吨，如果以煤炭价格作为参考变量，其余条件作为不变量考虑，设定其价格为B元/吨，则有如下如下成本公式：

甲醇完全成本=1.43B+763.96（2）

以上的成本是基于180万吨/年甲醇的规模计算，由于天然气甲醇规模为85万吨/年，为了便于同等规模比较，因规模效益的影响，实际同等规模的煤制甲醇成本比上述成本要高。另外，由于川渝地区煤矿较少，煤炭资源紧张，其煤炭采购价格要高于秦皇岛煤炭价格，综合考虑以上因素，川渝地区煤制甲醇的成本向上浮动25%，即煤基合成气制甲醇成本初估如下：

单位甲醇完全成本=1.79B+954.96（3）

按照成本公式（3）计，2017年川渝地区煤制甲醇的完全成本约为1770元/吨。

初步对比可知，目前川渝地区天然气制甲醇成本比煤制甲醇的成本略低。为了能更加清晰的说明二者的以后的关系趋势，可以适当的对煤炭价格和天然气今后的价格进行分析预测。

天然气价格预测

我国天然气目前价格实施的是“市场净回值”定价法，综合考虑我国天然气市场资源流向、消费和管网分布现状，选取上海市场（中心市场）作为计价基准点，并建立中心市场门站价格与可替代能源价格挂钩机制，以中心市场天然气门站价格为基础，考虑天然气市场资源主体流向和管输费用，并兼顾各省社会经济发展水平，确定省级门站价格。其中可替代能源品种选择燃料油和液化石油气（LPG），权重分别为60%和40%。

根据我国发改委文件[2015]351号文件《国家发展改革委关于理顺非居民用天然气价格的通知》，结合2017年下半年以来燃料油和液化石油气等可替代能源价格变化情况，自增量气和存量气价格实现并轨。我们基于发改委文件——发改价格[2011]3033号文件中的公式

P（NG）=0.9×[0.6×PFU×HNG/HFU+0.4×PLPG×HNG/HLPG]×（1+T）为基础，选取相应的参数，可测算出相应的天然气价格。基于2017年国际布伦特原油价格，以及基于同期中国海关发布的燃料油和液化石油气价格数据测算得出的上海天然气价格，对两组数据进行线性回归分析，可推导出以布伦特原油价格为变量的上海天然气，

重庆地区的天然气价格为上海天然气价格-0.48，则有重庆地区天然气价格与布伦特原油价格关系如下：

P（NG）= 0.0026×P（brent）+1.3653 （4）

煤炭价格分析预测

2008年之前，我国煤炭价格受国际油价影响较大。但2008年后，我国煤炭价格与国际油价的关联性降低，主要受宏观经济情况和国际原油价格影响，基于2008～2017年煤炭价格历史数据，我国GDP年均增长率以及国际布伦特原油价格，对历史数据进行数据拟合分析，可推导出秦皇岛5000大卡煤炭与布伦特原油价格的关联公式：

P（QHD）=2.0257×Pbrent+329.15 （5）

经济性对比及结论

结合天然气制甲醇成本以及天然气价格预测相关公式（1）和（4），有如下关系成立：

天然气甲醇成本=2.29×Pbrent+1650.50（6）

结合煤制甲醇成本以及煤炭价格预测相关公式（3）和（5），有如下关系成立：

煤炭甲醇成本=3.62×Pbrent+1543.31 （7）

在不同的布伦特原油价格下，有如下数据：

从以上公式及相关数据计算表明，在布伦特原油价格较低的情况下，煤制甲醇的完全成本比天然气制甲醇的成本更低，更具有竞争力；但在原油价格上升到一定程度时，天然气制甲醇的成本竞争力会逐渐增强。测算表明，两者的分界点的布伦特原油价格为80美元/桶左右。

结束语

为便于比较分析，文中所有的价格和成本均为无税价格。由于我国天然气价格实施的非市场定价机制，上述的天然气预测价格公式仅能作为历史数据的验证，对我国的天然气未来价格预测参考价值有限。

参考文献：

[1]马宁 诸 林， 天然气制甲醇的工艺现状及发展前景. 化工时刊，2006，10，20，11（64）

[2]任光， 我国煤制甲醇工业工业现状及发展趋势分析. 化肥设计，2016，10，54，5（6）