В эпоху избытка природного газа есть ли ещё перспективы для производства газа из угля?

Thread Content

В эпоху избытка природного газа есть ли ещё перспективы для производства газа из угля? Автор/источник: South Energy Observer, Торговое подразделение компании CNOOC Gas & Power Group Co., Ltd., Янь Цюнь. Дата: 08.10.2016. Количество просмотров: 16 200. В 2004 году была введена в эксплуатацию первая линия трубопровода для транспортировки природного газа с запада на восток, что положило начало его массовому использованию в нашей стране. Среднегодовой темп роста потребления природного газа превышал 16%. Однако из-за таких факторов, как совпадение трех периодов (период смены темпов роста, период болезненной структурной перестройки, период усвоения ранее применяемых стимулирующих мер), экономический спад, а также неопределенность в отношениях цен на природный газ и альтернативные источники энергии, в 2014 году в Китае началось замедление темпов потребления природного газа и возник избыток его производственных мощностей ； К тому же цены на природный газ совпали по своему росту с международными ценами на нефть – произошел настоящий «тройной скачок» в их уровне. В 2015 году Комиссия по развитию и реформам дважды издавала указы о значительном снижении цен на природный газ для нерезидентов в провинциальных точках распределения. Это полностью свело на нет результаты постепенного повышения цен, наблюдавшиеся с 2010 года. В настоящее время цены в провинциальных точках распределения на востоке страны составляют примерно 2 юаня за кубический метр. Это действительно похоже на ситуацию, когда после многих лет усилий человек в одну ночь возвращается к прежнему уровню жизни. И вот снова совпадают три фактора: временный избыток природного газа + низкие цены на него + трудности с денежными потоками у компаний. В таких условиях, куда же должна двигаться отрасль производства природного газа из угля — отрасль, требующая огромных затрат и вызывающая множество споров? Посмотрим, как опытный новичок в индустрии «услуг», связанных с производством газа из угля (строительство трубопроводов и развитие рынка), постепенно всё объяснит. I. Краткий обзор знаний о отрасли газификации угля
1. Что такое газификация угля? Газификация угля = шахтный метан? Ответ: НЕТ ； Угольный газ = искусственный газ? Ответ: НЕТ. ①Угольный газ – это горючий газ, который находится в угольных пластах; его основным компонентом является метан. Этот газ присутствует в виде веществ, адсорбированных на поверхности частиц угольной матрицы, а также в виде свободных молекул в порах угля или растворенных в воде, находящейся в угольных пластах. Угольный газ считается сопутствующим полезным ископаемым угля; его еще называют «воздухом». ②Угольный газ – это газ, получаемый путем переработки угля; он содержит горючие компоненты. Содержание метана в нем невысоко (в зависимости от технологии газификации оно составляет от нескольких сотен частей на миллион до десятков процентов). Кроме того, в угольном газе содержится большое количество CO и H2. Он имеет низкий уровень безопасности и представляет опасность для окружающей среды. ③Газ на основе угля – это процесс, при котором уголь подвергается газификации с получением синтез-газа. Затем в специальных устройствах для метанизации происходит реакция H2 и CO (или CO2) с образованием метана CH4. Таким образом получается заменитель природного газа (SNG). Содержание метана в газе, получаемом из угля, довольно высокое — более 95%. Как правило, в зависимости от технологии газификации и качества угля, для производства 1 кубического метра природного газа на угле требуется примерно 2,4–2,9 килограмма сырьевого угля. 2. Раскрытие «верхушки айсберга» экономической оценки проектов по производству газа из угля. С учетом текущего развития отрасли производства газа из угля, уровня рынка и выбранной технологии общая сумма инвестиций в проекты по производству 4 миллиардов кубических метров газа из угля составляет примерно 19024 миллиарда юаней. По предварительным расчетам экономическая эффективность (в 3 вариантах расчета цены на газ и уголь указаны с учетом налогов): ② При цене на газ 1,6 юаня за кубометр и цене на уголь ниже 220 юаней за тонну проект обладает хорошей экономической эффективностью. ②При цене на газ 1,8 юаня за кубический метр и цене на уголь ниже 300 юаней за тонну проект обладает хорошей экономической эффективностью. ③ При цене на газ 2,0 юаня за кубический метр и цене на уголь ниже 400 юаней за тонну проект также обладает хорошей экономической эффективностью. Следует отметить, что в настоящее время цена угля с энергетической ценностью 5000 ккал в регионе Мэнси составляет примерно 220 юаней за тонну. Разумная стоимость транспортировки по магистральным трубопроводам — около 0,2 юаня за кубический километр. Цена газа, произведенного из угля в регионе Мэньцзинь и поставляемого в регион Бохайского залива, как правило, ниже, чем цена на транспортных пунктах. Согласно данным таможни за июль, в первой половине 2016 года (с января по июнь) средняя цена импортируемого газа по прибытии на берег составляла 1,35 юаня за кубический метр (цена до налогов у границы страны). К этой цене добавлялась стоимость транспортировки – 0,8–1,0 юаня за кубический метр. В результате доставка газа до станций в восточных провинциях оказывалась убыточной и не конкурентоспособной ； Средняя цена импортируемого СПГ при доставке на берег составляет 1,67 юаня за кубический метр (цена без учета налогов). Если добавить расходы на хранение, газификацию и транспортировку по трубопроводам — примерно 0,3–0,5 юаня за кубический метр, — то модель остается безубыточной, но конкурентоспособность не является выраженной. Исходя из этого, строительство проектов по производству газа из угля в регионах, где рынки сбыта природного газа находятся на одинаковом расстоянии, таких как регион Монголия-Шаньси, имеет определенную экономическую целесообразность; конкурентоспособность такого газа выше, чем у импортируемого газа. Другими словами, когда импорт приводит к убыткам, достаточно, чтобы производство газа из угля приносило меньше прибыли или вообще не приносило убытков ； Когда все зарабатывают деньги, можно ли заработать ещё больше на производстве газа из угля? 3. Преимущества направления производства газа из угля: 1) Калорийность и чистота газа, полученного из угля, выше, чем у искусственного газа и газа из угольных пластов; кроме того, они превосходят показатели газа Центральной Азии и газа из провинции Шэньси. 2) Газ, получаемый из угля, обладает преимуществом в регулировании нагрузки; обычные месторождения нефти и газа не способны к такой регулировке — максимум ±10%, а соотношение пиковых и минимальных значений составляет 1,22 ； В межсезонье установки по производству газа из угля могут работать на 75% от своей мощности; в это время можно проводить техническое обслуживание или переключаться на производство другой продукции. Зимой же они могут работать на 110% от своей мощности. Соотношение пиковой и минимальной нагрузки составляет 1,46. 3) Производство газа из угля характеризуется длительным циклом производства. Срок эксплуатации угольных шахт, необходимых для реализации проектов по производству газа из угля, составляет 70 лет. Это означает, что благодаря обновлению оборудования и его техническому обслуживанию проекты по производству газа из угля могут функционировать в течение 70 лет, что значительно больше, чем срок эксплуатации обычных газовых месторождений, который составляет 20–30 лет. 4) Безопасность и стабильность поставок газа из угля выше, чем у импортируемого газа. Как известно, импортные поставки зависят от множества факторов: международных отношений, геополитики, террористической деятельности, пиратства, правил, действующих в портах, погодных условий и состояния моря. Все это приводит к снижению уровня безопасности и стабильности. Не говоря уже о «войне за природный газ» между Россией и Украиной, в сезон отопления 2015–2016 годов из-за условий на море и погоды на приемной станции LNG компании CNPC в Цаофэйдяне произошла подобная ситуация (что траплялось и на других приемных станциях): с одной стороны, экстремально холодная погода приводила к ограничению использования газа, что требовало срочной закупки дополнительного газа ； С другой стороны, ситуация осложняется тем, что из-за появления «Мистера Туман» суда для транспортировки LNG могли лишь находиться в море и любоваться «туманным великолепием» города издалека. Наконец, сильный ветер разогнал «Мистера Туман», но из-за этого суда все равно вынуждены были оставаться в море (они не могли причалить, а аренда судов обходилась дорого). 5) Преимущества производства газа из угля по сравнению с другими направлениями угольной химии. Современная угольная химическая промышленность имеет множество направлений: производство жидкого топлива из угля, природного газа из угля, олефинов из угля, этиленгликоля из угля, синтетического аммиака из угля, ароматических углеводородов из угля, диметилэфира из угля и так далее. По сравнению с другими процессами химической переработки угля, направление производства газа из угля обеспечивает наивысшую эффективность преобразования энергии — около 56–60%. Это происходит не из-за высокого уровня технологий, а потому что процесс производства газа из угля относительно короткий, в результате чего снижается потеря энергии и материалов. Удельное потребление воды низкое. Для производства нефти из одной тонны угля требуется примерно 10 тонн воды, тогда как для производства газа из 1000 кубических метров угля требуется менее 5 тонн воды. II. Опытные новички и ветераны отрасли соревнуются в области производства газа из угля. Сейчас производство газа из угля столкнулось с «кризисом». Специалисты шутливо называют себя людьми без амбиций. Видя, как некоторые люди радуются чужим проблемам, не понимая сути ситуации, этот опытный новичок решил вступить в борьбу и приложить все усилия, чтобы сразиться с ветеранами отрасли в этом соревновании. 1. Проект по производству газа из угля в одной из групп компаний не увенчался успехом? Как только речь заходит о производстве газа из угля, многие так называемые «эксперты» непременно упоминают ту или иную корпорацию, утверждая, что у этой корпорации всё получилось «неудачно», а потому у производства газа из угля нет будущего. На самом деле они знают лишь одну сторону вопроса, но не понимают всей картины. Одна группа не может представлять всю отрасль производства газа из угля, верно? Разве у проектов по производству газа из угля «Циньсян Цинхуа» в Синьцзяне и «Хуэйнэн» в Внутренней Монголии дела обстоят не лучше, чем у него? Основные причины неудачи проекта по производству газа из угля у одной из групп состоят в трех моментах: (1) деятельность этой группы в области угольной химии является межотраслевой; у нее не хватает квалифицированных специалистов и профессионального управления, что привело к неудачам. Но мы должны позволить им заплатить за свои ошибки ； (2) Превышение бюджета на данный проект является очень серьезным ； (3) Для этого проекта необходимо транспортировать уголь из мест, расположенных в двух-трех сотнях километров отсюда, причем речь идет о буром угле, содержащем до 20–30% воды. Можно себе представить, насколько высоки будут затраты на такую транспортировку. А в проектах по производству газа из угля, планируемых в настоящее время, местоположение большинства заводов находится в пределах 3–5 километров от шахт; транспортировка материалов осуществляется с помощью конвейеров, что делает этот процесс очень экономичным и удобным. Таким образом, плата за обучение в данной группе не была потрачена впустую: её можно использовать в качестве примера для будущих проектов по производству газа из угля с целью извлечения уроков. 2. Инвестиции в проекты по производству газа из угля велики, и они неэкономичны? Это действительно проблема, но согласно вышеизложенному анализу, даже в периоды низких цен на природный газ проекты по производству газа из угля остаются экономически целесообразными. Кроме того, раз так много компаний готовы заниматься проектами по производству газа из угля, это говорит о том, что в этом есть прибыль или что в долгосрочной перспективе эти проекты имеют хорошие перспективы. К тому же проблему совсем не невозможно решить. Например, можно объединить шахты по добыче угля с проектами по производству газа из угля (при этом доля акционеров будет одинаковой). Можно также обеспечивать поставки угля по низким ценам в течение длительного времени, чтобы шахты могли получать небольшую прибыль, а основная прибыль формировалась бы за счет продажи газа, произведенного из угля. Что касается вопросов инвестиций и экономической целесообразности, то, как я полагаю, компании смогут правильно все рассчитать и найти баланс, если только речь не идет о безусловных политических требованиях. Поэтому это не должно становиться причиной для сопротивления со стороны отрасли развитию производства газа на основе угля. 3. Существует множество экологических проблем у проектов по производству газа из угля? Экологические проблемы, о которых говорят производители креветок, сводятся к следующему: высокий уровень загрязнения, большое потребление воды, значительные выбросы CO2 и невыполнение целей по сокращению выбросов. “Ответы на вопросы следующие: (1) Проблема высокого уровня загрязнения — это не факт. В первой половине этого года Министерство охраны окружающей среды одобрило экологические оценки для трех проектов по производству природного газа из угля мощностью по 4 миллиарда стандартных кубометров в год: проекты компаний CNOOC Datong, Beikong Ordos, а также компаний Su New Energy и Feng Co., Ltd. в Синьцзяне. Это показывает, что проблемы, связанные с охраной окружающей среды в проектах по производству газа из угля, можно решить с точки зрения оборудования, технологий и теоретических аспектов; проблем нет ； Следующим приоритетом является эффективный контроль за соблюдением принципа «три одновременности» в отношении экологических устройств на уже утвержденных проектах. Уважаемые коллеги, все эти эксперты из Министерства охраны окружающей среды уже проверили ситуацию, так что проблемы, связанные с высоким уровнем загрязнения, должны исчезнуть. Я верю, что они не посмеют злоупотреблять своими полномочиями, ведь в нашей стране уже действует система личной ответственности за охрану окружающей среды на протяжении всей жизни. Ребята, хватит тратить деньги, заработанные на продаже капусты, на покупку героина, ладно? (2) Проблема высокого потребления воды — это факт. Учитывая ценность и ограниченность водных ресурсов, при планировании размещения проектов по производству газа из угля необходимо исходить из распределения водных ресурсов по регионам. Показатели водных ресурсов в каждом регионе ограничены, а вода необходима для развития промышленности. **Разве не лучше не выдавать их бездумно?** (3) Фактом является значительное выбросы CO2, но утверждение о том, что «сокращения не было достигнуто», — это ложное утверждение. Хотя проекты по производству газа из угля сопровождаются масштабными выбросами CO2, с одной стороны эти выбросы происходят в малонаселенных северо-западных регионах ； С другой стороны, концентрация и давление выделяемого CO2 очень высоки, что создает благоприятные условия для последующих исследований. Например, это позволяет использовать CO2 для извлечения нефти и газа, производства щелочей, сухого льда и т. д. Более того, недавно было сообщено, что немецкая компания Covestro уже использует CO2 для промышленного производства пластика, а в нашей стране также разработаны способы производства метанола с использованием CO2. Что касается вопроса сокращения выбросов, то общее количество выбрасываемого CO2 действительно не изменилось. Однако можно с уверенностью сказать, что процесс преобразования угля в газ способствует сокращению выбросов. Причина в том, что при сгорании угля образуется много SOx, но благодаря процедурам очистки при преобразовании угля в газ этот отход превращается в ценный ресурс; почти весь сера подлежит восстановлению ； С другой стороны, после преобразования угля в природный газ уголь может выходить на поверхность, что снижает затраты на транспортировку и энергопотребление. Что ещё важнее, котлы, работающие на природном газе, обеспечивают эффективность сгорания до 96%, тогда как у обычных угольных котлов этот показатель составляет 70–80%. Следовательно, для получения одинакового количества тепла требуется меньше природного газа, что способствует сокращению выбросов. Как говорится, «кто не знал, тот не виноват». Пожалуйста, измените свое мнение, хорошо? 4. Если газ, полученный из угля, используется для выработки электроэнергии, разве не лучше просто сжигать уголь непосредственно на шахте? Простое сравнение показывает, что производство электроэнергии с использованием угля недостаточно эффективно по сравнению с строительством угольных электростанций непосредственно на месторождениях. Но после прочтения следующих пунктов, останутся ли опытные пользователи при своем мнении? (1) При дальней передаче электроэнергии обычно возникает 10%-ная потеря, тогда как при передаче газа потери практически отсутствуют. (2) Учитывая потребности рынка газа на основе угля и необходимость обеспечения экономической целесообразности проектов, необходимо, чтобы часть газа, произведенного из угля, поступала к конечным потребителям для выработки электроэнергии или в целях тепловой генерации. Однако большая часть этого газа должна использоваться вместо угольных котлов или для сжигания угля в непосредственном использовании, что способствует улучшению состояния окружающей среды в районах с высокой плотностью населения. (3) При транспортировке природного газа, полученного из угля, к точкам потребления возможна комбинированная выработка тепла и электроэнергии, тогда как при строительстве электростанций непосредственно на месте добычи избыточное тепло теряется. Для централизованного отопления или комбинированной выработки тепла и электроэнергии в крупных городах следует отдавать предпочтение природному газу (включая газ, получаемый из угля). Что касается комбинированной выработки тепла и электроэнергии на угле, то даже если удастся обеспечить такие же показатели выбросов SOx и NOx, как при использовании природного газа, то как быть с проблемой пыли? А как насчет транспортировки и хранения угля? Следует знать, что именно пыль является «виновником» тумана. III. Где путь производства газа из угля? В 2015 году объем фактического потребления природного газа в Китае составил 1932×108 миллиардов кубических метров. Этот показатель ставит Китай на третье место в мире. Перспективы дальнейшего развития в этой области остаются весьма обширными. В отрасли ожидается, что к 2030 году потребление природного газа в нашей стране может достичь уровня 500 миллиардов кубических метров. Однако потенциал роста производства традиционного и нетрадиционного газа внутри страны ограничен. Степень зависимости нашей страны от импорта нефти уже приближается к 60%, по газу сейчас этот показатель составляет 30%, а в долгосрочной перспективе достигнет 50%. Ради энергетической безопасности разве можно не развивать производство газа из угля и не создавать соответствующий технологический задел? Учитывая: (1) ресурсный потенциал нашей страны: обилие угля, нехватка нефти и газа. Поэтому, помимо использования угля для производства электроэнергии, приоритетным направлением является развитие технологий преобразования угля в газ. Это также важный технологический резерв для обеспечения энергетической безопасности нашей страны ； (2) Развитие производства газа из угля способствует усилению позиций нашей страны в переговорах по импорту ； (3) Развитие регионов с проблемной экономикой, где проживает много пожилых людей и детей, а также отдаленных и бедных районов (например, Шаньси, Внутренняя Монголия и Синьцзян) в значительной степени зависит от угля. Однако чистая выработка сырого угля не способствует развитию местной экономики. Поэтому необходимо прибегать к глубокой переработке угля, причем производство газа из угля является наиболее предпочтительным вариантом ； (4) Мощности любого отдельного источника газа по обеспечению поставок и регулированию нагрузки крайне ограничены. Лучшим способом решения этих проблем является диверсификация источников газа; необходимо добавить новые источники газа помимо традиционных и импортируемых. Учитывая все вышеизложенные факторы, а также **концепцию «демонстрационной модернизации» в отрасли производства газа из угля, предлагаем следующие рекомендации для развития этой отрасли в нашей стране: её необходимо развивать, но не стоит делать это в больших масштабах; кроме того, запрещается действовать бездумно. Производство газа из угля можно развивать в определенных масштабах, но только в том случае, если проект предусматривает технологические инновации, способствующие повышению эффективности преобразования угля, снижению энергопотребления или внедрению экологически чистых технологий; в таких случаях только тогда можно одобрить его реализацию в качестве образцового проекта ； Однако демонстрационные проекты по модернизации не стоит запускать повсеместно; достаточно разместить их в 6–8 местах по всей стране.