重視天然氣資源和能源的綜合優(yōu)化利用

一、我國(guó)天然氣利用現(xiàn)狀

天然氣是清潔、優(yōu)質(zhì)、高效的能源，目前世界各國(guó)都在大力發(fā)展天然氣，以替代短缺的石油資源。目前，天然氣消費(fèi)已經(jīng)占全球能源構(gòu)成的25％，超過(guò)煤（23%）僅次于石油居第二位，而且有可能在幾十年后超過(guò)石油。我國(guó)一次能源以煤為主，占總消費(fèi)的66.5 %^【1】；天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)起步均較晚，1990年僅140億m³，2003年達(dá)到341億m³，位居世界第17位，但僅占能源構(gòu)成的2.7 ％。

我國(guó)有豐富的天然氣資源，有效地質(zhì)資源量為19.314 Tm³，可采資源量11.442 Tm³（萬(wàn)億m³）。中國(guó)的天然氣主要分布在中部和西北。按盆地計(jì)算全國(guó)天然氣資源量主要集中在四川、鄂爾多斯、塔里木、鶯瓊等四大盆地內(nèi)。此外還有約30萬(wàn)億m³的煤層氣。但我國(guó)天然氣資源的探明程度相當(dāng)?shù)停烊粴獾膬?chǔ)資比為0.18^【13】；2003年產(chǎn)量?jī)H有36Gm³ （360億m³）。我國(guó)天然氣儲(chǔ)量有很大比例分布在油和氣伴生的氣田中，在過(guò)去長(zhǎng)時(shí)間里，生產(chǎn)石油的利潤(rùn)要比生產(chǎn)天然氣大得多，許多油田伴生的天然氣常被看做副產(chǎn)品或增加生產(chǎn)費(fèi)用的廢棄物而被放空燃燒掉，要么為提高石油采收率而被回注地下，造成了天然氣資源的極大浪費(fèi)。僅在四川等傳統(tǒng)天然氣產(chǎn)區(qū)得到較好的利用。

我國(guó)目前有統(tǒng)計(jì)的天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：城市與商用17.4％，化工原料50.8％，工業(yè)16.8％，發(fā)電15.0％^【2】，其中化工行業(yè)是天然氣的第一大用戶(hù)，每年化工用氣達(dá)100多億ｍ³，90％ 以上用于生產(chǎn)化肥^【3】。其它用途的比重均大大低于發(fā)達(dá)國(guó)家。

二、當(dāng)前“西氣東輸”和引進(jìn)LNG的利用趨勢(shì)

在快速增長(zhǎng)的能源需求和嚴(yán)峻的生態(tài)、環(huán)境壓力下，我國(guó)政府已經(jīng)制訂了“優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效率、重視環(huán)保、保障供應(yīng)、開(kāi)發(fā)西部”和在經(jīng)濟(jì)全球化格局下利用國(guó)內(nèi)外兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源的能源戰(zhàn)略[9]。目前正在新建一系列重大天然氣項(xiàng)目，包括陜氣進(jìn)京、西氣東輸、海氣登陸、進(jìn)口LNG等。國(guó)家發(fā)改委計(jì)劃到2020年自產(chǎn)天然氣120 Gm3/a,即1200億立方米/年，約合1.2 tOE/a (1.2億噸油當(dāng)量/年)。引進(jìn)100 Gm3/a，（1000億立方米/年）。這標(biāo)志著我國(guó)將進(jìn)入一個(gè)天然氣大發(fā)展的時(shí)代。有人預(yù)測(cè)2010年我國(guó)需進(jìn)口管道天然氣和液化天然氣約300億億立方米/年【1,3】；顯然還低于發(fā)改委的規(guī)劃。

西氣東輸計(jì)劃供應(yīng)長(zhǎng)江三角洲的天然氣主要用于民用燃料。按已簽協(xié)議，到2005年逾90億立方米，2007年增至140億立方米，2010年達(dá)到190億立方米，確保穩(wěn)定供氣30年。深圳稱(chēng)頭角將建設(shè)我國(guó)第一個(gè)ＬＮＧ接受終端，一期于2006年進(jìn)口ＬＮＧ320萬(wàn)ｔ/a(約40億億立方米/年)，二期工程2008年達(dá)到500萬(wàn)ｔ。按目前規(guī)劃，70％用于發(fā)電，30％作為珠三角城市民用燃料。總之，上述利用規(guī)劃都僅考慮了天然氣的能源利用。這并不偶然，因?yàn)闊o(wú)論西氣還是海運(yùn)LNG，用戶(hù)價(jià)都在1.4元/m3以上，用這個(gè)價(jià)位天然氣做化工原料是不經(jīng)濟(jì)的。

三、國(guó)外天然氣利用簡(jiǎn)介

截止2003年，世界天然氣剩余可采儲(chǔ)量已達(dá)176萬(wàn)億立方米)，自1980年以來(lái)增加了一倍多，按照目前的生產(chǎn)能力還可開(kāi)采67年。俄羅斯天然氣儲(chǔ)量有47萬(wàn)億立方米，占世界總儲(chǔ)量的26.7％。中東的伊朗有26.69萬(wàn)億立方米、卡塔爾25.77萬(wàn)億立方米，分別占15.2％和14.7％。這三個(gè)國(guó)家的天然氣儲(chǔ)量占了世界總儲(chǔ)量的56.6％^【4】。天然氣礦藏有3種:與石油伴生的油氣田、與凝析油共生的凝析氣田（天然氣液，Natural Gas Liquid）和氣田。前兩者在開(kāi)采時(shí)把氣分離出來(lái)。凝析油主要由C₃到C₅構(gòu)成；天然氣則以甲烷為主，含有10%（mol） 左右的C₂和C₃以及極少量C₄，叫做“濕氣”；開(kāi)采出或分離C₂⁺后的天然氣中甲烷含量占95％以上，稱(chēng)為“干氣”。椐估計(jì)，大約有35％的世界天然氣儲(chǔ)量是“濕”氣^[5]。由于要將濕氣中的比甲烷重的烴類(lèi)抽提出去會(huì)提高氣田的開(kāi)發(fā)成本，所以世界各國(guó)大部分出口的LNG都是濕氣。美國(guó)將大部分C₂⁺分離出去做乙烯原料，剩下進(jìn)入管道的是干氣。我國(guó)油氣資源中平均每噸油產(chǎn)50立方米氣；塔里木、準(zhǔn)噶爾油田產(chǎn)氣高達(dá)140-200立方米；而鄂爾多斯油不含氣，陜北天然氣全是干氣。

2003年世界天然氣產(chǎn)量為2.6萬(wàn)億立方米，比上年增長(zhǎng)3.4％，俄美兩國(guó)的天然氣產(chǎn)量分別占到世界總產(chǎn)量的22.1％和21.0％。2003年世界天然氣消費(fèi)2.5萬(wàn)億立方米，美國(guó)仍是頭號(hào)消費(fèi)大國(guó)，占到世界消費(fèi)總量的24.3％，俄羅斯位居第二，占15.7％。在世界天然氣貿(mào)易方面，管道氣進(jìn)出口量為4548.7萬(wàn)億立方米，液化天然氣進(jìn)出口量為1688.4萬(wàn)億m³。加拿大管道氣出口量有986億m³，完全供應(yīng)美國(guó)。俄羅斯管道天然氣出口1317.7億立方米，主要供應(yīng)歐洲。LNG出口當(dāng)首推印尼，亞太地區(qū)的馬來(lái)西亞、澳大利亞和文萊也有，買(mǎi)方集中在日本、韓國(guó)和中國(guó)的臺(tái)灣省。^【4】

美國(guó)到2002年初的天然氣探明儲(chǔ)量為5.01萬(wàn)億立方米，占世界3.2％ ，列第六位。2001年，美國(guó)天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)量分別為5408億立方米（干氣）和6428億立方米， 其天然氣消費(fèi)組成主要為：工業(yè)45.2%、民用23.8%、商業(yè)15.3%和發(fā)電15.7%^【6】,如表1所示。其中，工業(yè)和商業(yè)用有相當(dāng)一部分是通過(guò)冷熱電聯(lián)供（CCHP）得到高效利用的。世界富產(chǎn)天然氣的地區(qū)都將天然氣中的C₂⁺用作裂解原料制乙烯；美國(guó)乙烯能力(2718 ×10⁴ t/a) 的70 %左右采用天然氣及凝析液為原料；其中，約一半為乙烷，15％～20％為丙烷、3％～4％為丁烷，僅30％采用重質(zhì)液體（石腦油、瓦斯油）為原料。其墨西哥沿岸采用乙烷為主要的裂解料，乙烯成本僅為250美元/t^【7】。

表1  美國(guó)天然氣消費(fèi)組成及價(jià)格

工業(yè)

民用

發(fā)電

商業(yè)

汽車(chē)

井口

門(mén)站

價(jià)格(元/m³)

0.91

1.96

0.77

1.56

1.27

0.64

0.91

消費(fèi)組成 ％

45.2

23.8

15.7

15.3

0.03