天然氣開發(fā)利用綜述
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)來(lái)源 2009-08-27 11:02:53
天然氣作為一種能源為人類了解和(當(dāng)作燃料)利用,已經(jīng)有了2000多年的歷史。中國(guó)作為世界上最早利用天然氣的國(guó)家之一,早在公元前三世紀(jì),就在四川有了用天然氣熬鹽的記載。但是,作為重要的能源和化工原料為社會(huì)所重視和大力開發(fā)利用應(yīng)該以1925年美國(guó)鋪設(shè)第一條天然氣長(zhǎng)輸管道(路易斯安那州北部至德克薩斯州博芒特市)作為現(xiàn)代工業(yè)利用的標(biāo)志,它不僅把天然氣作為商品大量推向市場(chǎng),而且促進(jìn)了天然氣的化工利用,開創(chuàng)了天然氣利用的新時(shí)代。
憑借其在清潔性、經(jīng)濟(jì)性、方便性、用途廣泛性和高效性等方面的稟賦優(yōu)勢(shì),天然氣在全世界許多地方,在越來(lái)越多的領(lǐng)域代替煤炭或石油,用于居民生活、城市燃?xì)�、工業(yè)發(fā)電、化工生產(chǎn)等,成為有利于提高人類生活質(zhì)量、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“綠色能源”,在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例日益攀升,已經(jīng)與石油、煤炭并列被稱為能源的“三大豪門”,在全球一次性能源(指以自然形態(tài)存在的可利用能源)消費(fèi)中,分別占了24.3%、37.5%和25.5%。據(jù)推算到21世紀(jì)40年代,天然氣在世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例將會(huì)超過(guò)石油并躍居世界第一能源。
相比之下,我國(guó)目前天然氣利用率還很低,尚不足3%,具有極大的開發(fā)潛力。近幾年來(lái)鄂爾多斯盆地、新疆、青海、川渝、海上以及油田伴生氣等地天然氣田的開發(fā),提供了較豐富的氣源;與此同時(shí),在“西氣東輸”、“北氣南輸”、“海氣上岸”、“LNG登陸”的大天然氣能源戰(zhàn)略指導(dǎo)下,在有關(guān)高壓長(zhǎng)輸管道干線建成運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上,我國(guó)的天然氣管網(wǎng)建設(shè)在全國(guó)范圍內(nèi)如火如荼的展開,天然氣開發(fā)利用已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)持續(xù)、快速的發(fā)展時(shí)期。
自治區(qū)一直以來(lái)就是國(guó)家的能源大省,但以煤炭為主。鄂爾多斯盆地天然氣田的發(fā)現(xiàn),既進(jìn)一步強(qiáng)化了區(qū)域的能源優(yōu)勢(shì),同時(shí)也為多元化能源結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)了機(jī)遇。首先,根據(jù)初步的勘探結(jié)果,盆地總資源量為11.14萬(wàn)億立方米,占全國(guó)的22%,其中,自治區(qū)境內(nèi)資源量占全盆地資源量的41%;目前全盆地探明儲(chǔ)量1.25萬(wàn)億立方米,自治區(qū)境內(nèi)天然氣探明儲(chǔ)量7900億立方米。隨著勘探程度的深入和勘探面積的擴(kuò)大,自治區(qū)境內(nèi)天然氣儲(chǔ)量將進(jìn)一步增大。其次,途經(jīng)鄂爾多斯市、包頭市的自治區(qū)第一條天然氣長(zhǎng)輸管道—長(zhǎng)慶氣田至呼和浩特天然氣輸氣管道已經(jīng)建成運(yùn)營(yíng),管道年輸氣能力9.5億立方米(增壓后可達(dá)21億立方米);規(guī)劃中的長(zhǎng)慶氣田—烏海—臨河天然氣輸氣管道(輸氣能力年4-6億立方米)、呼和浩特—集寧—興和—張家口(輸氣能力年4-6億立方米)天然氣輸氣管道也正在籌建中。隨著管道的不斷建設(shè)和延伸,管網(wǎng)覆蓋區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)展。豐富的氣資源、縱橫的輸送管道,為自治區(qū)天然氣大規(guī)模、高速度、全方位開發(fā)利用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并因此促成終端消費(fèi)產(chǎn)業(yè)與中間制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)更加快速、健康、和諧的增長(zhǎng)。
◆天然氣終端消費(fèi)產(chǎn)業(yè)
一、民用市場(chǎng)消費(fèi)穩(wěn)步推開
世界天然氣開發(fā)利用的實(shí)際情況表明,天然氣首先進(jìn)入大城市居民的生活和生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)城市能源的氣化,是天然氣發(fā)展過(guò)程中尤其是起步階段的成功經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合環(huán)保工作,以中心城市和大城鎮(zhèn)的能源氣化為突破口,加強(qiáng)民用市場(chǎng)開發(fā),也應(yīng)該成為我們促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要策略。
燃煤是城市污染的罪魁禍?zhǔn)字�,�?jù)統(tǒng)計(jì)城市煙塵排放量的90%、NOχ的60%、SO2的90%,均來(lái)自燃煤。我區(qū)作為燃煤大省,煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中達(dá)占到了70%以上,因此造成各大中城市大氣質(zhì)量普遍較差,已經(jīng)直接影響到了生活、商業(yè)、以及生產(chǎn)的環(huán)境,為此國(guó)家有關(guān)部門規(guī)劃,到2010年全國(guó)省會(huì)以上大城市的氣化率要達(dá)到85%-90%,中等城市要達(dá)到80%。要達(dá)到這一目標(biāo),就成熟而具有比較優(yōu)勢(shì)的替代能源來(lái)看,用天然氣代替燃煤,無(wú)疑是最佳選擇。
由此,隨著自治區(qū)各天然氣管道的建成投產(chǎn),民用天然氣作為終端消費(fèi)的發(fā)展將呈燎原之勢(shì),覆蓋自治區(qū)中西部中心城市和沿線城鎮(zhèn)。
二、化工原料利用風(fēng)起云涌
天然氣化工已成為世界化學(xué)工業(yè)的主要支柱,目前世界上80%的合成氨,90%的甲醇用天然氣為原料,在美國(guó)75%以上的乙炔以天然氣為原料生產(chǎn),而我國(guó)分別還不到20%,可見我國(guó)天然氣化工利用有著很大的發(fā)展空間。
合成氨是生產(chǎn)氮肥不可替代的主要原料,由于石油價(jià)格的居高不下,導(dǎo)致重油價(jià)格上升,以天然氣為原料的化肥比以重油為原料的化肥成本上有明顯的優(yōu)勢(shì),因此,氣頭化肥成為化肥生產(chǎn)的重點(diǎn)。由于技術(shù)的進(jìn)步,油頭改氣頭化肥已經(jīng)相對(duì)成熟。國(guó)內(nèi)蘭州大化肥,銀川大化肥已有成功的改造先例。內(nèi)蒙古天野化工集團(tuán)的30萬(wàn)噸/年合成氨、52萬(wàn)噸/年尿素也已經(jīng)實(shí)施油頭改氣頭,加上聯(lián)產(chǎn)20萬(wàn)噸甲醇/年,用氣量達(dá)到了5.5億立方米/年。
甲醇是碳—化學(xué)的關(guān)鍵產(chǎn)品,又是重要的化工原料,同時(shí)還是未來(lái)清潔能源之一,既廣泛用于生產(chǎn)塑料、合成纖維、合成膠、染料、涂料、香料、飼料、醫(yī)藥、飼料、農(nóng)藥等,還可與汽油摻和或代替汽油作為動(dòng)力燃料。由于甲醇下游產(chǎn)品需求旺盛,預(yù)計(jì)到2010年甲醇總需求量將達(dá)到700萬(wàn)噸以上。近幾年來(lái)有天然氣條件的地方都在醞釀新上較大規(guī)模的甲醇裝置。鄂爾多斯伊化18萬(wàn)噸/年甲醇裝置已建成投產(chǎn),包頭和鄂爾多斯規(guī)劃擬建的三套大型甲醇及深加工項(xiàng)目,也正在籌建當(dāng)中。
天然氣化工的發(fā)展還可以和氯堿工業(yè)發(fā)展相結(jié)合,我國(guó)氯堿工業(yè)的主要氯產(chǎn)品PVC總產(chǎn)量已大大突破200萬(wàn)t,50%以上仍采用電石法,乙烯法PVC受原料乙烯來(lái)源限制只占PVC總量30%-35%,進(jìn)口VCM或EDC生產(chǎn)PVC,現(xiàn)占總量的15%-20%。由于電石法PVC環(huán)境污染嚴(yán)重,受環(huán)保政策限制,天然氣用以生產(chǎn)乙炔再加工成PVC,與國(guó)內(nèi)電石法生產(chǎn)成本基本持平,而環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出。
此外,隨著近年國(guó)際天然氣合成油技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)突破,天然氣制合成油已具有競(jìng)爭(zhēng)力,天然氣制的合成油不含芳烴、重金屬、硫等環(huán)境污染物,是環(huán)保型優(yōu)質(zhì)燃料,有廣大的消費(fèi)市場(chǎng)。
氣資源和價(jià)格是影響天然氣化工的重要因素,自治區(qū)具有豐富的天然氣資源,且享有著一定的區(qū)域價(jià)格優(yōu)勢(shì),在充分進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較的前提下發(fā)展天然氣重化工產(chǎn)業(yè)正當(dāng)其時(shí)。
三、汽車燃油替代快速增長(zhǎng)
近幾年來(lái)隨著汽車保有量的快速增長(zhǎng),汽車尾氣的污染問題越來(lái)越突出,天然氣成分是以甲烷為主,天然氣汽車排放的尾氣中可徹底清除鉛、苯、芬香烴等致癌物質(zhì),基本不含硫化物,與燃油相比,一氧化碳減少97%,碳?xì)浠餃p少72%,氮氧化物減少39%,對(duì)改善大氣質(zhì)量十分有利;受能源緊缺影響,石油與成品油價(jià)格飛漲,天然氣價(jià)格相對(duì)低廉,按照熱值1立方米天然氣相當(dāng)于1.12升汽油,以目前的價(jià)格計(jì)算,使用壓縮天然氣替代燃油,費(fèi)用至少可以下降60%,大幅度降低了汽車運(yùn)行成本。恰恰是受優(yōu)良的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)使,天然氣汽車越來(lái)越受到人們的青睞,并隨著汽車整裝、改裝技術(shù)的不斷改進(jìn)和日趨成熟,得到了大范圍的推廣使用。
受距離因素制約,目前天然氣汽車主要適用于城市出租車及部分家用車的替代,國(guó)內(nèi)包括北京、西安、重慶等許多具備氣源條件的城市已經(jīng)推廣使用。自治區(qū)內(nèi),隨著天然氣管網(wǎng)的建設(shè),呼、包、鄂三市壓縮天然氣項(xiàng)目也已經(jīng)實(shí)施,天然氣汽車已經(jīng)初具規(guī)模,并可在不久的將來(lái)拓展到集寧、臨河等地區(qū);特別值得提出的是,自治區(qū)煤炭運(yùn)輸車輛保有量巨大(初步統(tǒng)計(jì)約8萬(wàn)輛)且行駛線路相對(duì)穩(wěn)定、距離適中,隨著柴油車改裝技術(shù)的逐步成熟,柴油改裝天然氣汽車將會(huì)成為自治區(qū)最具潛力和特色的天然氣使用領(lǐng)域之一。
四、工業(yè)爐窯利用大放異彩
工業(yè)爐窯大多傳統(tǒng)上是以煤制氣和柴油作燃料,由于煤制氣的嚴(yán)重污染和油價(jià)上漲,天然氣作為爐窯燃料已經(jīng)具備經(jīng)濟(jì)和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。特別是由于天然氣的高效、清潔還可有效提高爐窯制成品的質(zhì)量,如機(jī)械工業(yè)的熱處理,陶瓷燒制過(guò)程以及其它工業(yè)生產(chǎn)加熱過(guò)程天然氣都顯示出其高效、清潔、廉價(jià)的優(yōu)越性。包頭的一機(jī)、二機(jī)、包鋁、包頭希望鋁業(yè)還有呼市、包頭、鄂爾多斯市的多家陶瓷廠都將采用天然氣作燃料改造其原有的爐窯。天然氣的工業(yè)爐窯利用將大放異彩。
五、天然氣發(fā)電方興未艾
從20世紀(jì)80年代起,天然氣逐漸滲入電力部門,發(fā)電用天然氣消費(fèi)量及燃?xì)獍l(fā)電所占比例不斷增加。天然氣發(fā)電具有熱效率高、排放污染少、投資費(fèi)用低、建設(shè)周期短、環(huán)境污染小、占地面積少等諸多優(yōu)勢(shì),特別是天然氣發(fā)電的調(diào)峰優(yōu)勢(shì),對(duì)于解決經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來(lái)的日負(fù)荷和季節(jié)性負(fù)荷的峰谷差問題具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此,天然氣發(fā)電是21世紀(jì)天然氣的重要消費(fèi)方向之一。
但比較而言,我國(guó)天然氣發(fā)電處于很低的水平。目前我國(guó)天然氣發(fā)電僅為總發(fā)電量的1%,而世界上大體為20%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)對(duì)電力需求增長(zhǎng)的推動(dòng),將使天然氣發(fā)電在我國(guó)的發(fā)展大有前途。自治區(qū)作為國(guó)家重要的電力能源供應(yīng)基地,已經(jīng)制訂了在包頭、呼市以及氣源地烏審旗分別新上天然氣發(fā)電機(jī)組作為調(diào)峰電廠的規(guī)劃,并已開始籌建,不久就將填補(bǔ)我區(qū)天然氣發(fā)電的空白。
◆天然氣中間制造產(chǎn)業(yè)
一、壓縮天然氣(CNG)蓬勃發(fā)展
壓縮天然氣(CNG)是促進(jìn)天然氣開發(fā)利用的一種重要方式,在國(guó)外已經(jīng)有近100年的歷史。它是指將不同壓力等級(jí)的中低壓天然氣,經(jīng)過(guò)天然氣壓縮機(jī)升壓到25Mpa,再由加氣機(jī)向汽車鋼瓶加注或通過(guò)卸氣站給居民或公建用戶供氣,是管道運(yùn)輸方式的一種補(bǔ)充,成為當(dāng)前普遍使用以解決合理半徑在200公里內(nèi)且管網(wǎng)未覆蓋的中小城鎮(zhèn)或零散用戶的天然氣利用問題的主要方式,更催生了替代燃油汽車的CNG汽車大范圍的快速發(fā)展。
自治區(qū)中西部地區(qū)干線管道布局完成后,區(qū)域內(nèi)僅管網(wǎng)無(wú)法惠及而具備壓縮天然氣供氣條件的城鎮(zhèn),符合CNG改裝條件的公交車、出租車、客貨運(yùn)車輛(特別是煤炭運(yùn)輸車),將形成至少3億立方米/年的壓縮天然氣需求市場(chǎng)。長(zhǎng)慶氣田至呼和浩特天然氣輸氣管道建成運(yùn)營(yíng)后,呼和浩特、包頭、鄂爾多斯已經(jīng)建成加氣站座(類型包括常規(guī)站與母子站),尚遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需要。CNG良好的發(fā)展預(yù)期,吸引各類投資不斷進(jìn)入,呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
二、液化天然氣(LNG)盡顯商機(jī)
液化天然氣(LNG)是促進(jìn)天然氣開發(fā)利用的另一種重要方式,在國(guó)外已有40多年的歷史,在國(guó)內(nèi)到90年代初才被人提及,尚屬新興產(chǎn)業(yè)。它是將氣田生產(chǎn)的天然氣經(jīng)凈化處理后去除硫、二氧化碳、水分等雜質(zhì),后經(jīng)一連串超低溫在-162攝氏度時(shí)液化,體積縮小為氣態(tài)的1/625,再利用液化天然氣船或車運(yùn)送目的地,作為民用、工業(yè)、汽車燃料等使用。
經(jīng)過(guò)凈化處理,液化天然氣更為高效、潔凈,被公認(rèn)是地球上最干凈的能源;經(jīng)過(guò)液化后,液化天然氣能量密度大,比管道天然氣更能勝任遠(yuǎn)途運(yùn)輸;液化和再氣化技術(shù)條件成熟、經(jīng)濟(jì)成本適中,比汽柴油、LPG便宜、安全、環(huán)保;液化后和再氣化過(guò)程可提供大量的冷能,將這些冷能回收,還可以利用于6種低溫用途上:使空氣分離而制造液態(tài)氧、液態(tài)氮,液化二氧化碳、干冰制造,利用冷能進(jìn)行發(fā)電,制造冷凍食品或使用于冷凍倉(cāng)庫(kù),橡膠、塑料、鐵屑等產(chǎn)業(yè)廢棄物的低溫破碎處理等,綜合利用效果明顯。因此,世界LNG的產(chǎn)量持續(xù)快速增長(zhǎng),其占天然氣地區(qū)間貿(mào)易的比例從1970年的0.3%,增加到2004年的26.2%,有專家預(yù)測(cè),LNG未來(lái)將占燃料市場(chǎng)的半壁江山,將毫無(wú)疑問地成為萬(wàn)眾矚目的能源新寵。
我國(guó)近年來(lái)出于能源戰(zhàn)略的考慮,也大力發(fā)展LNG產(chǎn)業(yè),廣東、福建、海南等地的大型LNG項(xiàng)目都在積極的籌建當(dāng)中。自治區(qū)通過(guò)發(fā)展LNG項(xiàng)目,可以突破管道長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)木窒扌院椭惺汀⒅惺谠撔袠I(yè)的壟斷限制,使天然氣在更大范圍內(nèi)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)資源效益的更大化。
綜上所述,在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),全球天然氣市場(chǎng)必將保持高速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè),全球天然氣需求將從目前的2.4萬(wàn)億立方米增加到2020年的4.9萬(wàn)億立方米,2040年世界天然氣供應(yīng)量將超過(guò)石油和煤炭,所占比例將達(dá)到51.1%,成為一次能源中的首選能源。而我國(guó)目前天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例尚不足3%,為加大天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中的比例,提高人民生活質(zhì)量,適應(yīng)人類改善生態(tài)環(huán)境的要求,中央政府制定了“油氣并舉”的戰(zhàn)略方針,大力鼓勵(lì)開發(fā)利用天然氣資源。根據(jù)國(guó)家天然氣戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃,2010年天然氣在一次能源總需求構(gòu)成中的比例將達(dá)到約6%,需求量將達(dá)到900億立方米。2020年需求量將達(dá)到2000億立方米,占整個(gè)一次能源構(gòu)成的10%,屆時(shí)發(fā)電、城市燃?xì)�、化工、工業(yè)等其他用戶消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例如下:
發(fā)電占42%,天然氣需求量將達(dá)到840億立方米。
城市燃?xì)庹?2%,天然氣需求將達(dá)到440億立方米。
化工用氣占16%,天然氣需求將達(dá)到320億立方米。
工業(yè)等其他用戶用氣占近20%,天然氣需求將達(dá)到近400億立方米。
內(nèi)蒙古自治區(qū)作為天然氣資源的富集區(qū),發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè)可謂占盡了“天時(shí)、地利”。只要制訂適宜的政策,鼓勵(lì)投資、引導(dǎo)消費(fèi),就完全可以培育和規(guī)范出一個(gè)“人和”的天然氣市場(chǎng),進(jìn)而推動(dòng)天然氣在民用、工業(yè)、汽車、發(fā)電等各個(gè)方面得到全面、合理、高效的利用。而壓縮天然氣、液化天然氣的推動(dòng)發(fā)展,將使有限的能源資源參與到更大范圍、更廣領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)最為有效的配置,為區(qū)域帶來(lái)最為實(shí)惠的利益。
總而言之,相信在不久的將來(lái),我們會(huì)迎來(lái)自治區(qū)天然氣產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的新紀(jì)元,并促進(jìn)自治區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)邁上新的臺(tái)階。
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