在中国，由于种种原因，包括煤制气与煤制油在内的“煤化工”热始终未有减退。图片来源：www.xsdcb.com

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　　近来，国内出现了用发展煤制天然气（甲烷）来保证“压煤”所需天然气的势头，引起了有识之士的忧虑。我想通过对比国际的情况和分析煤制气的利弊，试图探讨我国煤洁净利用的正确途径。

　　要知道煤制气是怎么回事，首先需了解煤制油（CTL）。该技术源自费托合成技术，于上世纪20年代在德国问世。

　　拥有丰富的煤矿藏而无石油资源的德国，在第一、二次世界大战期间为应对经济封锁（石油禁运）而研发出了CTL技术。此后由于水耗高（1：10）和大量排放CO2，加上成本问题，一直未能在世界各国全面推广。只有在曾长期推行种族隔离而受到国际制裁的南非，由于面临与一、二战时期德国同样的处境，一直坚持采用。

　　虽然煤制气比煤制油单位热值的水耗少了约一半，CO2排放量也有所减少，但成本仍缺乏与常规天然气的竞争力。只有在利用低、劣质的褐煤制甲烷的情况下，才有一定的经济可行性，因此也未被各国广泛采用。

　　然而在中国，由于种种原因，包括煤制气与煤制油在内的“煤化工”热却始终未有减退。虽然在前些年，国家发改委曾因能量效率、环保等方面的考量而严令控制煤制油/气项目上马，但在近一二年来迅速恶化的空气污染形势下，一些地方和能源主管部门欲力推“煤改气”和“压煤”却遇到供气瓶颈的窘境，于是想到了对煤制气“开闸”的对策。

　　据媒体报道，以前多年积压未批和新申报的大型煤制气项目，在刚过去的几个月里就被批准了十余个。国家能源局更是公布了在未来五六年里，使全国煤制气的年产能增达500亿立方米的宏大计划。

　　以北京市为例，尽管它一直是国家天然气供应的“重点保护对象”（陕京1-3线天然气管道专供北京），天然气的使用也远远早于上海、天津等特大城市，但由于城市生活便利特别是环境保护的需要，对天然气需求的增长速度极快，1996年来平均年增率高达34%，预计到2015年和2020年，北京市天然气的年消费量将分别达180亿立方米和306亿立方米。

　　而仅靠陕京线，北京市的年供气能力只能在80亿立方米以内。因此，这几年每当冬季用气高峰时，往往不得不采取限供甚至停供企业、商贸用气的措施，以确保民用。特别是在2013年春严重雾霾袭扰下，迫不得已出台了采取针对发电、锅炉和农村生活用煤为对象的“压煤”2500万吨的计划。

　　在这种情况下，北京市寻找和扩大气源势在必行。然而，令人困惑的是，在严重缺水的内蒙古等地开发煤制气再运到北京，居然被列为首选项。2014年初，曾被人为延误了几年的大唐克什克腾煤制气一举进京成功，就是一个标志。紧接着，内蒙古鄂尔多斯40亿立方米煤制天然气项目、山西大同煤制天然气项目也陆续上马。

　　必须指出，仅一个大唐克什克腾年产40亿立方米煤制气的项目，就要每年消耗2000万吨（亦有说法2500万吨）的煤炭，还要用掉在当地非常紧缺的水资源2400万吨，年排放CO21600万吨和大量废水。这绝不仅只是个污染搬家的问题，更是变相扩大煤的使用。

　　表面上看，北京市“压缩”掉了2500万吨的燃煤，而仅为了“压”掉发电用煤的一部分，就要在几百里之外的克旗增加年耗2000万~2500万吨的煤，岂非远远得不偿失！以该项目的耗煤率推算，如落实国家能源局全国煤制气的年产能500亿立方米的目标，就需要年新增煤消费量2.5亿~3亿吨，对于面临今后二三十年内必须大幅度压减煤用量以降低碳排放量紧迫形势的中国来说，无异是雪上加霜。

　　值得注意的是，国际上对煤制气的研究重点，近年来已转到CO2净排放趋零的生物质制气之上。经过十几年的努力，奥地利、荷兰和瑞典的学者先后研发成功用木质类原料经气化—合成途径制成生物天然气的技术，并已实现了工业化生产的规模。

　　例如在瑞典的第二大城市哥德堡，哥德堡市能源公司在2008年即建成日产4400~8800立方米（年产250万立方米）的生物天然气示范厂。2013年，日产8.8万立方米生物天然气厂（Ⅰ期）也投产、年产能达到8700万立方米的Ⅱ期工程正在建设中，预计将在2016年投产。

　　在同样是煤炭储量和用量都非常大的美国，科学家在“压煤”上的着眼点却很巧妙。所采取的对策，是充分利用全生命周期碳净排放趋于0的生物质冲消掉相当一部分煤。美国科学院、美国工程院和美国国家研究会联合组建的委员会，于2009年8月完成了大型决策咨询报告——《美国能源的未来》。报告认为，鉴于美国是世界少数几个煤的开采和使用的最大国家之一，煤的储量也极大，因此在未来，“第二代生物乙醇”起到的将只能是“过渡性作用”，更多的将是生物质和煤通过热化学转化途径生产的烃类燃油。

　　具体来说，是指用生物质与煤的混合物作原料转化的“煤/生物质变油”（CBTL）。由于在这种转化途径中，生物质取代约45%的煤，而生物质能全（生命）周期碳净排放为零，因此，煤/生物质混合基燃油——液态烃类的最终碳净排放量，会比单用煤转化的燃油以及石油基汽/柴油大幅减少，从而有助于实现大幅度减排温室气体特别是CO2的国家目标。

　　欧美国家在发展生物天然气和煤的清洁利用方面的这些宝贵经验，难道不值得我们借鉴吗？（作者程序系中国农业大学生物质工程中心教授）