淺析天然氣制甲醇與煤炭制甲醇的經濟性

曾凡保

摘 要：根據重慶地區煤炭和天然氣價格，收集煤制甲醇和天然氣制甲醇投資數據及消耗，建立煤制甲醇和天然氣制甲醇的經濟評價模型，計算模擬對比甲醇成本。根據已有的天然氣和煤炭價格數據，結合國際原油價格，預測今后的兩種原料的價格趨勢，分析兩種工藝甲醇路線今后的發展趨勢。

關鍵詞：天然氣；煤炭；成本 ；經濟評價 ；布倫特原油

前言

近年來，受原料價格和國際原油價格的影響，化工產品價格不斷回暖，甲醇產品價格從2016年的1700元/噸上漲到如今的2800元/噸。同時，其制取原料天然氣和煤炭價格也出現了不同程度的變化，在此情況下，分析兩種工藝路線的甲醇成本，判斷今后的發展趨勢，對同行業的經營管理決策具有一定的參考意義。

天然氣制甲醇

目前， 以天然氣為原料制甲醇合成氣的工藝總體上可分為 3 個大類， 一類是蒸氣催化轉化， 其中包括傳統蒸氣催化轉化、聯合蒸氣催化轉化和預轉化工藝； 第二類是以部分氧化為核心的轉化工藝， 包括非催化部分氧化和催化部分氧化（自熱式轉化） ； 第三類是熱交換器型轉化工藝， 其中以 ICI 和凱洛格的換熱型器式轉化器為代表。實際工業生產中，天然氣制甲醇工藝主要以蒸汽裝換法（SMR）為主， 參照周邊化工園區公用工程價格及網上85萬噸/年天然氣制甲醇相關信息，建立天然氣制甲醇經濟評價模型，技術參數參照行業內相關規定取值，以發改委重慶地區天然氣價格1.36元/方計算，得到2017年甲醇完全成本約為1650元/噸，如果以天然氣價格作為參考變量，其余條件作為不變量考慮，設定其價格為A元/方，則有如下如下成本公式：

甲醇完全成本=882.74A+445.30（1）

煤制甲醇

目前世界上普遍采用的以煤為原料制取合成氣的成熟工藝主要有魯奇加壓固定床氣化法、德士古水煤漿氣化法以及 GSP、Shell 的干煤粉加壓氣化法，我國也自主研發了灰融聚氣化法。由于氣流床

氣化工藝具有技術先進、能耗低、環保效果好、碳轉化率高等優點，大型甲醇煤氣化技術多選用氣流床氣化技術[2]。由于川渝地區所用煤炭多為粉煤，故工藝路線采用分煤氣化技術，參考網上180萬噸煤制甲醇的投資和消耗，結合周邊化工園區內公用工程價格，建立煤制甲醇的經濟評價模型，相關參數參照行業內相關規定取值，按照秦皇島2017年5000大卡煤炭價格460元/噸計算，得到2017年煤制甲醇的完全成本約為1420元/噸，如果以煤炭價格作為參考變量，其余條件作為不變量考慮，設定其價格為B元/噸，則有如下如下成本公式：

甲醇完全成本=1.43B+763.96（2）

以上的成本是基于180萬噸/年甲醇的規模計算，由于天然氣甲醇規模為85萬噸/年，為了便于同等規模比較，因規模效益的影響，實際同等規模的煤制甲醇成本比上述成本要高。另外，由于川渝地區煤礦較少，煤炭資源緊張，其煤炭采購價格要高于秦皇島煤炭價格，綜合考慮以上因素，川渝地區煤制甲醇的成本向上浮動25%，即煤基合成氣制甲醇成本初估如下：

單位甲醇完全成本=1.79B+954.96（3）

按照成本公式（3）計，2017年川渝地區煤制甲醇的完全成本約為1770元/噸。

初步對比可知，目前川渝地區天然氣制甲醇成本比煤制甲醇的成本略低。為了能更加清晰的說明二者的以后的關系趨勢，可以適當的對煤炭價格和天然氣今后的價格進行分析預測。

天然氣價格預測

我國天然氣目前價格實施的是“市場凈回值”定價法，綜合考慮我國天然氣市場資源流向、消費和管網分布現狀，選取上海市場（中心市場）作為計價基準點，并建立中心市場門站價格與可替代能源價格掛鉤機制，以中心市場天然氣門站價格為基礎，考慮天然氣市場資源主體流向和管輸費用，并兼顧各省社會經濟發展水平，確定省級門站價格。其中可替代能源品種選擇燃料油和液化石油氣（LPG），權重分別為60%和40%。

根據我國發改委文件[2015]351號文件《國家發展改革委關于理順非居民用天然氣價格的通知》，結合2017年下半年以來燃料油和液化石油氣等可替代能源價格變化情況，自增量氣和存量氣價格實現并軌。我們基于發改委文件——發改價格[2011]3033號文件中的公式

P（NG）=0.9×[0.6×PFU×HNG/HFU+0.4×PLPG×HNG/HLPG]×（1+T）為基礎，選取相應的參數，可測算出相應的天然氣價格?；?017年國際布倫特原油價格，以及基于同期中國海關發布的燃料油和液化石油氣價格數據測算得出的上海天然氣價格，對兩組數據進行線性回歸分析，可推導出以布倫特原油價格為變量的上海天然氣，

重慶地區的天然氣價格為上海天然氣價格-0.48，則有重慶地區天然氣價格與布倫特原油價格關系如下：

P（NG）= 0.0026×P（brent）+1.3653 （4）

煤炭價格分析預測

2008年之前，我國煤炭價格受國際油價影響較大。但2008年后，我國煤炭價格與國際油價的關聯性降低，主要受宏觀經濟情況和國際原油價格影響，基于2008～2017年煤炭價格歷史數據，我國GDP年均增長率以及國際布倫特原油價格，對歷史數據進行數據擬合分析，可推導出秦皇島5000大卡煤炭與布倫特原油價格的關聯公式：

P（QHD）=2.0257×Pbrent+329.15 （5）

經濟性對比及結論

結合天然氣制甲醇成本以及天然氣價格預測相關公式（1）和（4），有如下關系成立：

天然氣甲醇成本=2.29×Pbrent+1650.50（6）

結合煤制甲醇成本以及煤炭價格預測相關公式（3）和（5），有如下關系成立：

煤炭甲醇成本=3.62×Pbrent+1543.31 （7）

在不同的布倫特原油價格下，有如下數據：

從以上公式及相關數據計算表明，在布倫特原油價格較低的情況下，煤制甲醇的完全成本比天然氣制甲醇的成本更低，更具有競爭力；但在原油價格上升到一定程度時，天然氣制甲醇的成本競爭力會逐漸增強。測算表明，兩者的分界點的布倫特原油價格為80美元/桶左右。

結束語

為便于比較分析，文中所有的價格和成本均為無稅價格。由于我國天然氣價格實施的非市場定價機制，上述的天然氣預測價格公式僅能作為歷史數據的驗證，對我國的天然氣未來價格預測參考價值有限。

參考文獻：

[1]馬寧 諸 林， 天然氣制甲醇的工藝現狀及發展前景. 化工時刊，2006，10，20，11（64）

[2]任光， 我國煤制甲醇工業工業現狀及發展趨勢分析. 化肥設計，2016，10，54，5（6）