□ 文/本刊記者 張建

丈量“天然氣制油商業(yè)化應(yīng)用”時間軸

□ 文/本刊記者 張建

克宣/圖

據(jù)悉，中國石油上海寰球工程有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的天然氣轉(zhuǎn)化合成氣制油技術(shù)工藝包已于日前通過行業(yè)專家評審，具備工業(yè)化應(yīng)用條件。這項技術(shù)為中國石油開拓天然氣資源綜合利用業(yè)務(wù)奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著中國石油成功躋身殼牌等少數(shù)幾家掌握這項技術(shù)的國際石油公司行列。

值得指出的是，應(yīng)用這項工藝生產(chǎn)出的汽柴油產(chǎn)品具有無硫、無芳烴、無重金屬等特性，可以使污染物排放量大幅度減少，將對大氣污染防治起到積極作用。天然氣制油（GTL，“Gas To Liquid”）是無味、透明的液體，由于不含硫，也就沒有普通柴油的黃色，是新時代清潔能源的一大“標(biāo)兵”。

進(jìn)入10月以來，霧霾天氣連續(xù)出現(xiàn)。由于受到“暖冬”的影響，今年冬天的霧霾可能會成為“常態(tài)”。霧霾頻繁發(fā)生，氣象外因不容忽視，但是，我們更應(yīng)關(guān)注的是大氣復(fù)合污染的內(nèi)因。

減少污染物排放量，建設(shè)美麗中國，企業(yè)應(yīng)當(dāng)做排頭兵。

開發(fā)清潔能源替代石油和煤炭是緩解氣候變化最有效的途徑之一。近年來，中國石油大力推動常規(guī)和非常規(guī)天然氣開發(fā)利用的系統(tǒng)工程。此次中國石油上海寰球工程有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的天然氣制油工藝技術(shù)，是世界首套特殊固定床反應(yīng)器技術(shù)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，單臺設(shè)備的生產(chǎn)能力大幅提升、原料氣的適應(yīng)性更廣、生產(chǎn)的柴油產(chǎn)品高清潔、副產(chǎn)的高純蠟產(chǎn)品具有高熔點、高收率等特點。

優(yōu)勢眾多引能源巨頭逐鹿

歐美國家以天然氣為原料合成油品和化學(xué)產(chǎn)品的嘗試早就在進(jìn)行。尤以殼牌公司為代表開發(fā)生產(chǎn)的天然氣制油（GTL）—一種燃性佳、污染小，潔凈、無色的合成燃料而著稱。

殼牌公司積極倡導(dǎo)天然氣煉油技術(shù)。上個世紀(jì)70年代出現(xiàn)的石油危機(jī)，是促使殼牌進(jìn)行天然氣制油技術(shù)（GTL）研究與開發(fā)的一個重要契機(jī)。

殼牌天然氣制油技術(shù)（GTL），是根據(jù)上個世紀(jì)20年代形成的煤液化技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的：將天然氣部分氧化，得到氫氣和一氧化碳混合物的合成氣，再將合成氣合成為液體碳?xì)浠衔铩Ｒ后w碳?xì)浠衔锝?jīng)過進(jìn)一步處理，就可以生成作為交通燃料和化工原料的各種合成油。

天然氣制油技術(shù)（GTL）的一大優(yōu)勢在于，現(xiàn)有的柴油發(fā)動機(jī)無需做任何改造就可以使用這種燃料。GTL燃料也可以根據(jù)適當(dāng)?shù)谋壤c標(biāo)準(zhǔn)柴油混合使用。由于不含硫，使用GTL燃料可以很大程度上降低尾氣排放。殼牌公司試驗表明，不采用過濾器時，使用GTL柴油比傳統(tǒng)柴油減排氮氧化物16%，減排顆粒物質(zhì)23%；采用過濾器時，氮氧化物減排20%，顆粒物質(zhì)減排97%。且GTL不需要特殊的加油站，也不需要對汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)行改造，是一種優(yōu)勢非常明顯的替代燃料。

天然氣制油（GTL）是一種特殊的燃油，它不是從傳統(tǒng)的石油提煉出來的，而是把天然氣轉(zhuǎn)化成清潔且便于運輸?shù)娜剂?，它像礦泉水一般清澈，有股淡淡的石蠟的味道。即使不小心滴到衣物上，他不會損壞衣物的質(zhì)地，不會留下什么痕跡。

近年，天然氣制合成油（GTL）項目正在升溫，主要驅(qū)動力是燃料規(guī)范、環(huán)境保護(hù)，更重要的是投資可行。新發(fā)現(xiàn)的許多天然氣田遠(yuǎn)離用戶市場，用管道輸送不甚經(jīng)濟(jì)，按照新的環(huán)保法規(guī)，開采石油時同時抽出的天然氣既不能燒掉污染環(huán)境，也不宜回注到油藏。GTL為世界上利用不甚方便的約60%的天然氣氣田提供了新的機(jī)遇。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著油價的攀升以及天然氣探明儲量的增長，GTL技術(shù)變得更加經(jīng)濟(jì)可行。GTL可以實現(xiàn)油品來源的多元化，保障能源安全。與此同時，通過這一過程生產(chǎn)的清潔油品可以生產(chǎn)一系列高值化學(xué)品，如潤滑油基礎(chǔ)油、鉆井液、特種石蠟、α-烯烴等。

優(yōu)勢如此眾多，使得殼牌、埃克森美孚、雪佛龍、薩索爾等國際能源巨頭紛紛參與GTL技術(shù)研發(fā)與項目建設(shè)。

卡塔爾具有全球最大的天然氣儲量。殼牌、薩索爾、?？松梨诙荚媱澰诳ㄋ柦ㄔO(shè)GTL項目，但最終只有殼牌一家獲得了批準(zhǔn)。2003年，卡塔爾石油公司和殼牌宣布在卡塔爾Pearl 共建GTL項目，將卡塔爾北部油田海上油井的天然氣加工為燃料油及基礎(chǔ)油等石油產(chǎn)品。該工廠2011年在卡塔爾建成。生產(chǎn)的基礎(chǔ)油有兩個產(chǎn)品系列，一個于2011年8月投產(chǎn)，第二個產(chǎn)品系列于2012年年中投產(chǎn)，全部投產(chǎn)后達(dá)到140萬t/a的基礎(chǔ)油產(chǎn)量。

北美頁巖氣開發(fā)引發(fā)了能源革命，天然氣轉(zhuǎn)化合成氣制油技術(shù)再度引發(fā)國際石油公司的關(guān)注。

水平井和水力壓裂技術(shù)的應(yīng)用，促使北美地區(qū)的頁巖氣資源開采業(yè)在近3年間得到迅猛發(fā)展。美國頁巖氣產(chǎn)量從2007年的1.5萬億立方英尺增至2011年的7.8萬億立方英尺，北美天然氣產(chǎn)業(yè)的歷史被改寫。美國能源部預(yù)測，到2025年，美國頁巖氣的年產(chǎn)量將達(dá)13萬億立方英尺。美國2007年天然氣進(jìn)口達(dá)到峰值的3.6萬億立方英尺，此后不斷降低，到2012時降至1.5萬億立方英尺，預(yù)計2020年美國將成為天然氣的凈出口國。

GTL項目的盈利前提是持續(xù)較高的油氣差價。頁巖氣產(chǎn)量的大增對石油產(chǎn)品和天然氣之間的差價產(chǎn)生了巨大的影響。由于北美頁巖氣潛在儲量巨大及開采技術(shù)的發(fā)展等因素，其石油產(chǎn)品和天然氣之間的高差價將成為常態(tài)。由此，專家判斷，頁巖氣革命必將促進(jìn)GTL項目建設(shè)。據(jù)統(tǒng)計，目前全球GTL項目均設(shè)在儲量大、成本低的天然氣資源地區(qū)，如卡塔爾和馬來西亞。目前，薩索爾、?？松梨诘裙径伎紤]將GTL工廠建在有大量頁巖氣開采的美國或者有大量天然氣開采的中東、俄羅斯和東歐。

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成本瓶頸阻斷中短期商業(yè)化生產(chǎn)

天然氣合成油（GTL）是天然氣工業(yè)的亮點。GTL技術(shù)的分項技術(shù)，即氣體深度凈化、合成氣制造、合成油生產(chǎn)、合成油加工等技術(shù)均已成熟。然而，GTL技術(shù)的商業(yè)化推廣卻久未成行。GTL技術(shù)商業(yè)化生產(chǎn)的兩項主要障礙就是，天然氣價格和高昂的投資費用。

專家指出，天然氣制合成氣，以及合成油的下游加工都需要大量投資。以卡塔爾為例，目前在卡塔爾實現(xiàn)商業(yè)化的奧里克斯項目，代表了當(dāng)今最先進(jìn)、規(guī)模最大的GTL技術(shù)。卡塔爾石油公司和薩索爾公司合資建設(shè)的天然氣制合成油公司，擁有世界上最大的天然氣生產(chǎn)合成油的裝置。奧里克斯項目3.4萬桶/日的投資費用高達(dá)59億美元，14萬桶/日的投資費用高達(dá)190億美元。由此可以預(yù)見，中短期內(nèi)GTL成本高的瓶頸難以突破。

據(jù)介紹，早在20世紀(jì)70年代，天然氣制取合成油就已經(jīng)有了幾種成熟技術(shù)。但當(dāng)時的石油價格低廉，天然氣制取合成油的生產(chǎn)成本與石油價格不分伯仲，沒有利潤。雖然，石油價格的攀升給這項技術(shù)帶來了利潤空間，但另一方面，購買原料天然氣的價格卻成為了新的發(fā)展“掣肘”。

GTL過程較復(fù)雜而且設(shè)備密集，需要有能長期供應(yīng)的廉價天然氣。目前，僅有中東、俄羅斯、非洲、南美和加勒比海地區(qū)擁有可資利用的天然氣氣田。天然氣制取合成油開發(fā)地均在交通不便的資源豐富的產(chǎn)區(qū)?？ㄋ柕膴W里克斯天然氣制合成油公司，天然氣可采儲量34.92萬億立方米。烏茲別克斯坦天然氣合成油廠，每年可加工天然氣35億立方米。尼日利亞艾斯卡佛斯天然氣制合成油公司，初期生產(chǎn)能力為5400 m3/d合成燃料。阿拉斯加合成油公司，日產(chǎn)50000桶。以上4個地區(qū)均為天然氣富集區(qū)，并不需要購買商品天然氣。試想一下，如果使用的是商品天然氣，加上各種費用，那么生產(chǎn)的合成油要比進(jìn)口的原油價格貴很多，顯然不可行。

中國是天然氣進(jìn)口國，《2013年國內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報告》顯示，2013年我國天然氣進(jìn)口量為530億立方米，對外依存度達(dá)到31.6%，首次超過30%。中國已經(jīng)超越伊朗成為全球第三大天然氣消費國?；谔烊粴赓Y源較為貧乏的國情，天然氣制取合成油技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用還需慎重。正如專家指出的，從我國化石能源利用、天然氣價格和國家政策等方面來講，天然氣制油在未來很長一段時間內(nèi)都不可能在國內(nèi)得到商業(yè)化應(yīng)用。我國天然氣制油領(lǐng)域可能獲得的突破是大型能源企業(yè)在海外擁有廉價且遠(yuǎn)離我國大陸的天然氣產(chǎn)區(qū)，GTL技術(shù)在這些地區(qū)可能獲得商業(yè)化應(yīng)用并得到不斷完善。但是在節(jié)能減排、綠色低碳生活的當(dāng)下，我們?nèi)砸獣r刻對天然氣制油（GTL）加以關(guān)注。