美国大平原煤制气项目对中国的启示

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本文由 马后炮化工论坛转载自互联网

  据绿色和平7月发布的一份《中国煤制气产业项目统计分析》材料显示，截至2014年6月，全国处于不同阶段的煤制气项目共计50个，其中实际建设中项目5个（部分产能已投产），正在做前期工作的项目16个，计划中的项目18个，另有2013年以来新签约的11个项目。若全部建成，总产能将达2250亿立方米/年。   

    然而，这或许不是一个好的信号。在大幅放行煤制天然气项目的审批背后，技术路线不成熟、经济效益差、环境污染严重等尚未解决的问题仍然摆在投资商面前。庆华和大唐的两个“示范项目”甚至在投产数月之内就因严重故障而被迫停工检修。截至目前，除了中国外，全球煤制气规模化量产的案例只有一个，即美国的大平原煤制气。   

    美国曾经也是一个富煤贫油少气的国家，所以其政府一度支持煤制油气的研发，不过由于忽略了煤制油气的经济性和技术可行性，多数的研发项目无疾而终，只有大平原煤制气这一个项目实现了规模化量产。   

    但这一项目在经济性以及环保上的表现并不尽如人意。国际能源与环境政策专家杨启仁博士表示：“国内的产业相关人士对美国发展大平原煤制天然气项目的历史经验存在诸多误解。实际上这个项目对于美国来讲是一次惨痛的教训。”   

    据杨介绍，由五家油气管道公司合资组成的大平原气化联营公司是大平原项目的原始投资者。该公司在开始规划建厂时跟美国能源产业界的大多数人一样，认为在富煤少气的美国，天然气价格只会涨不会跌。但在大平原建厂完成后，美国油气价格不但没有出现预期中的上涨，反而开始下跌。而根据调整后的价格重新估算，大平原厂在运转的前十年间预计亏损13亿美元。大平原气化联营公司起初试图要求美国政府提供更多的财政补贴，可是美国政府并不愿意填补这个无止尽的财政黑洞，在失去政府援助后，大平原气化联营公司于1985年8月1日宣布破产。这个投资失误、艰难求生的美国煤制气经验或能为中国煤制气现状带来一些思考。由此，本文即梳理部分大平原项目所积累的经验及教训，以期用更真实的发展历程为当下中国煤制气开发提供借鉴。   

价改错估   

    在今天看来，投资者对天然气气价的过度看好是其走错的第一步。   

    从1954年到1985年间，美国政府对于跨州输送的天然气井口价均予以管制。但这种做法虽然压低了天然气价格，同时也产生了刺激消费、抑制生产、降低天然气探勘投资意愿的效果。在长达三十年的天然气价格管制期间，凡是对天然气价格进行管制的地区，都常常出现气荒现象。   

    到了20世纪70年代能源危机发生后，美国天然气气荒越来越严重，由此解除价格管制的呼声也逐渐高涨。1978年，美国立法分阶段开始解除天然气价格管制，并最终在1987年全面实现了天然气价格的市场化。   

    可是美国解除天然气价格管制之后，天然气价格不但没有上涨，反而下跌了。原本以为已经枯竭的美国天然气资源，随着投资探勘的增加不断有新发现，而且自由竞争的市场带动了天然气开采技术的快速发展。自2009年开始，美国天然气产量超越俄罗斯，成为世界第一的天然气生产国。很多人甚至不记得美国从前是富煤少气的国家。   

    这是投资者在大平原建厂之前完全没有想到的局面，也是后来导致大平原气化联营公司在建厂完成一年后便破产的重要原因。   

    反观中国市场，目前管道天然气进口价格为2.2-2.4元／立方米，LNG进口价格为3.0-4.0元／立方米。而由于管道天然气的进口量要比LNG的进口量大，所以将来天然气价格会向管道天然气价格看齐。根据业内测算，煤制气成本为1.6元／立方米，近期水价平均增长了30%，致使成本增至1.8元／立方米，再加上水处理成本的0.2-0.3元／立方米，煤制气的出厂成本就已达到2.0-2.1元／立方米。由此可见，虽然中国气价总体是往上走的，但其增长幅度有限，从而导致煤制气利润空间非常小，竞争力难以体现。   

后大平原煤制气项目   

    在大平原气化联营公司破产之后，没有任何私人公司愿意接手经营大平原煤制气厂。1986年6月30日，美国能源部以10亿美元的账面价（从代偿的贷款中扣抵）取得大平原煤制气厂的所有权。不过美国能源部并无意将其作为国营企业长期经营，于是在1988年10月31日将大平原厂转让给美国北新电力合作集团（以下简称“北新电力”）经营。   

    由于破产重整过程中大平原气化联营公司与美国政府承担了绝大多数的负债，所以北新电力无须负担原始建厂投资资金的利息。北新电力虽然在1988年只花费了8500万美元就取得大平原厂的所有权，但是这8500万美元的投资也是在历经长达约二十年运营之后才终于在2007年完全回收。   

    此外，由于煤制气利润不佳，北新电力接手经营大平原煤制气厂之后，开始发展副产品以提高收益。副产品种类包含：硫酸铵、无水氨、二氧化碳（用于提高原油采收率）、粗甲苯基酸、氪/氙气、液态氮、石脑油、苯酚、焦油。据资料显示，该公司副产品占营收的比重从1989年的2％逐步提高到2013年的58％。   

由此，从美国建设并经营大平原煤制天然气厂的整体经验综合来说，北新电力能够持续运营并获利的因素有以下几项：   

    1、不承担建厂费用。因为大平原气化联营公司破产与美国政府代偿负债的过程已经吸收超过95%的建厂费用。   

    2、高价售气。大平原建厂时与天然气管道公司达成高于天然市场价格的长期购气协议。   

    3、多元化经营。一方面借由煤矿、煤电与煤制气联营以分担营运成本，另一方面致力于发展硫酸铵、无水氨、二氧化碳、粗甲苯基酸、氪/氙气、液态氮、石脑油、苯酚、焦油等多项副产品增加收入，合成天然气目前占总营收的比重不到一半。   

环保难关   

    大平原厂在运转初期有部分污染防治设施经常发生故障，后陆续增加了一些污染防治设施，运转十几年后才得以在环保上达标。以下列举大平原厂在三十年的环保措施中存在的一些问题：   

    1、大气污染物方面，大平原从运营之初一直无法符合空气污染排放标准，尤其是在脱硫问题上，曾被地方政府处以巨额罚款。一直到近年，该项目才在环境保护标准上达标。   

    2、废水方面，工厂所排放的废水散发的恶臭曾经困扰附近居民二十多年，并不断遭投诉。近年来，项目投入大量资金安装环保设备，投诉案件才显著减少。此外，作为污水零排放处理的一环，大平原将无法处理的浓缩废液向地下深井排注，存在污染地下水的隐患，因此设置了地下水水质监测井进行监控。   

    3、二氧化碳排放方面，大平原项目配置了二氧化碳捕获与储存（CCS）设施，将捕获的二氧化碳卖给加拿大油田。然而，项目的CCS捕集率最高时只有大约50%。如果配置了CCS后的煤制气用来发电，其生命周期碳排放强度仍为一般的天然气发电的两倍。此外，CCS封存的二氧化碳有泄露的风险，必须长期监控。   

    4、从能源转换效率看，煤制气发电是一种低效的能源利用方式。根据大平原近年运行数据计算，由煤炭转化为合成天然气再用作燃气发电的能源转换效率大约为30%，而一般大型燃煤电厂可达到40%以上。同样发一度电，使用煤制气发电要比直接燃煤发电多消耗三分之一的煤炭资源。   

    5、从水资源消耗来看，大平原项目周边水资源丰富，用水问题并不突出。这与中国发展煤制天然气的西北地区大不相同，中国规划建设的煤制气项目都在干旱地区，实际上煤制气的水资源消耗量比页岩气高出数十倍。由此，节约水资源理应成为中国煤制气开发规划的重点。   

不过虽然大平原煤制气项目在环保上的表现差强人意，但美国在政府信息公开透明的方面有许多值得中国仿效的地方。美国环保署的全国污染物排放资料库，对于全美一百多万个固定污染源，定期在网络上公布其数十种列管污染物的排放量。而美国能源部有关大平原厂破产收购案的相关分析报告，以及美国国会对于此案的相关审计报告，均是公开资料。实际上信息不透明或会误导其他投资者继续投入而蒙受损失。