根據(jù)《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,煤炭占一次能源消費的比例將從2015年的64%下降到58%。而與此相反,天然氣的比重則要從2015年的5.9%提高到10%。在此要求下,煤制氣作為一種以煤炭為輸入原料,以天然氣為輸出產品的新型能源產業(yè),近年來得到了政府和企業(yè)的快速熱捧,儼然已經(jīng)成為我國能源消費結構戰(zhàn)略轉型中重要一環(huán)。
在各方的大力支持下,我國的煤制氣產業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。據(jù)相關統(tǒng)計,目前包括已建設投產、正在建設、正在做前期工作、計劃中的煤制氣項目高達50多個。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《煤炭深加工產業(yè)示范“十三五”規(guī)劃》,2015年全國煤制天然氣的產能為31億立方米/年,實際生產18.8億立方米/年。而如果上述50多個項目全部建成投產,產能可達2000億立方米以上。
在煤制氣項目紛紛上馬之時,筆者卻認為,在各地政府不斷推進能源轉型的同時,不可忽視煤制氣項目對區(qū)域水資源的影響。要知道,煤制氣項目在煤炭氣化反應生成粗煤氣以及粗煤氣冷卻過程中需要消耗大量的水,如果缺乏有效管理,煤制氣的快速發(fā)展可能引發(fā)一場環(huán)境災難。
探討煤制氣對區(qū)域水環(huán)境的影響,就一定要了解水足跡評價方法。水足跡的概念在2002年正式提出,被定義為在一定的時間內,一個國家、地區(qū)或一個人消費的全部產品和服務所需要消耗的淡水資源總量。水足跡指標分為藍水足跡、灰水足跡和綠水足跡。對于煤制氣而言,主要涉及藍水足跡和灰水足跡兩種。藍水足跡衡量的是一段時間內所消耗傳統(tǒng)意義上的地表和地下水資源;而灰水足跡衡量的是將由生產活動向自然界排放的污水到可接受水質所需要的水資源量。
盡管與其他煤化工項目相比,煤制氣在水足跡方面頗具優(yōu)勢,但如果與天然氣相比,煤制氣的水足跡仍然非常高。據(jù)相關研究,僅比較藍水足跡,煤制氣的藍水足跡為6.86噸/千立方米,而常規(guī)天然氣僅為0.1~0.2噸/千立方米。據(jù)悉,我國當前每千立方米煤制氣生產的水足跡為51.29噸。
對這一結果可以進行兩方面的解讀。一方面是從藍水足跡和灰水足跡的角度來看,用于反映煤制氣生產直接消耗掉水資源的藍水足跡為6.86噸,灰水足跡為44.43噸。這意味著絕大多數(shù)(約87%)的新鮮水消耗是由于稀釋煤制氣生產過程排放到自然界中污水所需要的水;另一方面是從直接消耗水和間接消耗水來看,煤制氣生產過程本身的水消耗為33.92噸,占66%,而隱含在煤炭等原料和其他投入的間接水消耗為17.37噸,占34%。這說明煤制氣項目的水消耗大多來源于煤制氣生產本身。
而現(xiàn)有或規(guī)劃中的煤制氣項目多數(shù)分布在新疆、內蒙古等地。這種分布最大限度地實現(xiàn)了煤炭資源的就地利用,減少了煤炭長距離運輸?shù)葐栴}。但是這些地區(qū)也是水資源稀缺地區(qū)。如果將灰水消耗納入進來,筆者發(fā)現(xiàn),內蒙古鄂爾多斯、新疆準東、遼寧阜新等地區(qū)的煤制氣項目在全投產的情況下,僅來自煤制氣產業(yè)的水消耗就將占到這些地區(qū)水資源總量的40%以上。這意味著煤制氣產業(yè)的發(fā)展將與這些地區(qū)其他產業(yè)部門產生嚴重的用水競爭。
由此可見,煤制氣產業(yè)發(fā)展的布局,必須將煤制氣項目發(fā)展對當?shù)厮Y源的影響納入考量當中。相關部門在制定煤制氣產業(yè)發(fā)展規(guī)劃與布局時,一是要強調穩(wěn)步推進,不能一哄而上,防止對區(qū)域水資源產生不可逆的影響;二是在產業(yè)布局當中,加大對區(qū)域水資源可承受性的研究與考量,做到區(qū)域生態(tài)的和諧發(fā)展;三是大力提高煤制氣工藝技術的升級以及水處理技術和處理標準。通過上述3方面措施的共同實施與同步推進,煤制氣產業(yè)才能更好地發(fā)揮其對我國能源戰(zhàn)略轉型的支撐作用。