煤炭“清洁”转型势在必行 
——内蒙古鄂尔多斯市东胜区实施煤炭坑口一体化气化综合利用项目的思考
张国保 李景荣 兰忠良

大力发展煤制气化工产业，加快转换清洁能源，被列入国家“十二五”能源发展战略规划。这是加强碳减排、减少大气污染、打造环保低碳环境的需要，也是随着城市化进程推进、国家天然气气源供给的重要安全储备保障，更是煤炭工业转型升级的根本出路。根据国家发改委、国家能源局编制的《煤炭深加工示范项目规划》和《煤炭深加工产业发展政策》所提出“优先在煤炭净调出、历史贡献大和后备资源丰富的地区发展煤炭深加工产业，鼓励在具备条件的地区建设产业基地和综合示范区，推进煤、化、电、热一体化发展”的方针，作为煤炭资源丰富的煤炭主产区之一，鄂尔多斯市东胜区已符合发展煤制气等煤炭深加工产业的条件。尤其东胜区目前面临煤炭滞销的严峻形势，发展煤制天然气以实现煤炭的就地转化，以及加快煤炭由燃料向原料与燃料并举的转型升级发展，已是当务之急。对此，现就内蒙古鄂尔多斯市东胜区实施煤炭坑口一体化气化综合利用项目谈几点浅见。
一、发展煤制气产业转型升级迫在眉睫
鄂尔多斯市东胜区地处内蒙古中西部，是鄂尔多斯市政治、经济、文化、交通、信息、科技、人才和煤炭工业发展的核心城市，也是内蒙古呼（呼和浩特）、包（包头市）、鄂（鄂尔多斯市）金三角经济开发区和沿黄（黄河）经济开发带的重要地区。丰富的羊（羊绒）、煤（煤炭）、土（陶土）、气（天然气）四大资源闻名全国。目前，全区常住人口为近60万人，所辖12个街道办事处和3个乡（镇）。2012年，全区财政收入196.06亿元，人均GDP为141310元，地区生产总值850.34亿元，其中全区规模以上工业实现总产值449.78亿元，其中煤炭产业产值323.14亿元。
经过多年努力，东胜区的煤炭产业发展取得长足进步，成为地方经济的一个支柱产业，促进了当地经济建设，成绩斐然。如今，在国家西部大开发和西蒙能源战略的指引下，东胜区道路交通条件大为改观，境内包（内蒙古包头市）茂（广东茂名市）高速公路、荣（山东省荣城市）乌（内蒙古乌海市）高速公路、包（内蒙古包头市）西（陕西省西安市）210国道、包（内蒙古包头市）西（陕西省西安市）铁路、包（内蒙古包头市）神（陕西省神木县）铁路纵横交织，并与鄂尔多斯机场相互呼应，形成十分便捷和发达的立体交通网络，这为发展煤制气化工产业奠定了优越的交通条件。同时，东胜区靠近北京和天津、西安等重要城市，属于西气东输的近距离地区，平均距离只有800公里左右。
     目前，东胜区的煤炭由于热值相对比较低，加之全国性煤炭市场疲软，全区煤炭几乎处于停销状态，作为在规模以上工业生产中占较大比例的煤炭主导工业，这一市场形势给全区工业经济的发展带来巨大影响。如何为当地煤炭找到销路，实施煤制天然气化工项目，提高煤炭的就地转化率，实现煤炭就地转化为清洁能源，是一条切实可行的转型发展之路。所以，东胜区煤炭坑口一体化气化综合清洁利用势在必行，已迫在眉睫。
二、发展以煤制气为核心的煤炭坑口一体化气化综合清洁利用项目的地域优势和原料基础
     东胜区总面积2526平方公里（含康巴什新区），其中城市建成区面积78平方公里。煤炭储存全境分布，属于东胜煤田，东胜煤田与神府煤田联袂，为世界八大煤田之一。境内煤炭预测资源量达1000多亿吨，煤炭保有资源储量192.94亿吨，煤田勘探面积900 / 804.75平方公里，探明储量116.615亿吨。
目前，全区煤矿生产已经形成大型机械化露天开采和全自动井下安全综采规模。全区共有35座煤矿，其中，井下开采煤矿13座，露天开采煤矿22座，年综合生产能力达到8450万吨。2012年，全区煤炭产量达到9810万吨，占到整个鄂尔多斯市的四分之一。这为实施煤制气化工项目提供了良好的原料供应基地保障。同时，煤矿布局较为集中，每座煤矿相隔不到10公里，具备煤制气原料运输和产品物流的低成本聚集条件。
     就煤炭质量上看，东胜区境内煤类主要以不粘煤为主，有少量长焰煤，主采煤层浅、结构稳定、倾角平缓、单层生产能力大；煤层瓦斯含量低，涌水量不大，开采技术条件简单，具备低投入高产出的开采优势；煤种属低灰、低硫、特低磷、高挥发份、中高发热量的不粘结煤；煤质指标具体为：灰份10-15%、水份5-13%、硫份0.2-1.3%、磷份0.006-0.035%、挥发份35-40%、低位发热量为4200大卡/千克，完全符合煤制气化工的各项指标要求。
尤其值得关注的是，东胜地区煤炭比周边地区的煤炭含水份高，自身内水可以降低气化过程中的工业用水，节约大量水资源，同比可节约20%。同时，东胜地区煤炭与周边地区相比属于低热值煤，原煤价格每吨只有150元左右，比周边旗（区）原煤价格每吨低50元—150元左右，这样，发展煤制气化工的原料成本较低，产出的相对效益比周边地区煤制气项目高出近一倍。
还有，东胜区煤制气化工项目消耗大量原煤，可减少煤炭发电和供热燃烧过程中的二氧化碳等温室气体和细颗粒物（PM2.5）等污染物排放，实现节能减排、改善环境，这既是我国实现优化调整能源结构的现实选择，也是强化节能减排的迫切需要。
三、煤炭气化技术兼顾多种因素的考虑
煤制天然气是以煤炭为原料，经由煤气化后生产的合成气，再经甲烷化处理，生产热值符合规定的代用天然气。煤炭气化要有多种因素的考虑，具备利用价值的煤炭气化技术必须同时满足气化效率高、成本低廉、环保、安全和节约用水等几个条件。
煤炭气化效率高，与消耗煤炭全过程中的热量转换效率比较，与煤炭直接运输和煤炭气化后的运输状况综合比较，与坑口电站电力设施建设与煤炭气化装置建设成本对比，与电力传输损耗和天然气运输损耗的对比以及燃烧煤炭的工业用设备与燃烧天然气工业设备的价格比较：其安全性，系低压运行；成本足够低，约市场价格的 60%；环保，所有污染物基本还原为工业原料，二氧化碳排放量至少降低 50%；节约用水，用水量为煤耗量的 1/8 ～ 1/10 。
煤制天然气与其他以煤炭为原料并经由煤气化生产的煤化工产品相比较，具有明显优势：
首先，煤制天然气工艺流程简单，技术成熟可靠。目前我国正在进行的煤制油和煤制烯烃项目均存在一定的技术风险，尚未完全完成工业化验证，相比之下煤制天然气从技术角度看不存在任何技术风险。
其二，与以煤炭为原料生产合成油、醇醚及经由甲醇生产聚烯烃产品相比，煤制天然气的工艺装置较少，单位热值投资成本低，能够有效减少建设投资，降低投资风险。
其三，与其他新兴煤化工产业相比，由于煤制天然气工艺相对简单，生产过程中产生的废水废物相对较少，产生的废物也更易于处理。同时，煤制天然气还具有一氧化碳和氢气合成甲烷率高以及废热能够循环利用等优点。
其四，煤制气与其它煤基燃料技术路线相比，其能量转换效率最高。目前国内将煤炭转化为能源产品的方式有发电、煤制油、煤制甲醇和二甲醚、煤制气等，能量效率由低到高为：煤制油为34.8%、煤制二甲醚37.9%、煤制甲醇41.8%、发电45%、煤制天然气50％～52%。煤制气是煤制能源产品的最优方式。
四、煤炭气化技术选择和项目前期工作  
煤炭气化技术种类繁多，历史悠久，但是真正具有大规模的利用价值的技术，面市不过几年。东胜区发展煤制天然气，选择正确的气化技术极为重要。目前，我们发现的美国欧慨密克斯公司开发的巴斯炉煤炭气化技术较为适宜。这是美国能源部在对 1300 余种煤炭气化技术方案进行严格筛选后，力推的煤炭气化技术。巴斯炉是以可靠的整体熔浴炼炉为基础，加上独有的技术，制成煤炭气化炉。这种结构的熔浴炼炉，已经有 100 多个商业运作实例，优点较为突出。
经过前期了解，我们所知美国欧慨密克斯公司的巴斯炉煤炭气化技术特点明显。其一，使用低压反应炉，制造成本比其他气化工厂低 25 ％ ，运行更可靠。其二，其生产过程中把煤炭中的有害气体全部回收再利用，解决了二氧化碳分散排放时不便 捕获的难题。其三，无需燃料加热，自燃气化，节省能源。比如卢奇炉同样生产气化1500万吨煤所需燃煤400万吨，而巴斯炉煤不用燃煤。其四，无需停炉即可生产混合气进行分离，提高产量，降低成本。而目前国内技术进行混合气分离时候需要进行停炉冷处理。其五，厂房占地面积少，适用模板块技术，节约用地。其六，利用煤炭自身的内水直接气化，用水较少，只需其他煤制天然气技术的五分之一的用水。
     经前期洽谈，东胜区计划筛选境内煤矿，与美国欧慨密克斯公司进行煤制气化工项目合作，由煤矿负责原料供应和生产建设及管理，美方负责提供资金和目前世界领先的煤气化技术。年计划消耗低热值煤炭1500万吨，生产气体40亿立方米，该项目如果能够得到立项审批，建成达产后，可实现年生产总值100亿元，获得税利20亿元，企业获得年净利润30亿元，为当地解决就业岗位3000多个。
东胜区正在抢抓被国家列为清洁能源输出基地这一难得的历史机遇，按照自治区县域经济“8337”发展思路，统一共识、凝心聚力，高度重视煤炭坑口一体化气化综合清洁利用项目的申报和审批立项工作，将煤炭坑口一体化气化综合利用项目的实施纳入重要议事日程，同时，积极主动建议和争取上级政府能够调整规划，把煤炭坑口一体化气化综合利用项目列入东胜区工业发展规划中，实现以煤制气为核心的煤炭坑口一体化气化综合清洁利用项目在东胜区的先行先试。