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目前，煤炭、石油和天然氣是世界上最主要的一次能源。石油消費(fèi)已經(jīng)位居一次能源之首，石油的生產(chǎn)與供應(yīng)已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要依賴。世界上一次能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)與一次能源的資源結(jié)構(gòu)并不協(xié)調(diào)，石油的儲(chǔ)采比為41，煤炭的儲(chǔ)采比為230，儲(chǔ)采比****的煤炭?jī)H占一次能源消費(fèi)量的1／4，這種能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和資源結(jié)構(gòu)的不協(xié)調(diào)性，將能源問(wèn)題推到了戰(zhàn)略性的位置。

我國(guó)是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，一次能源的總消費(fèi)量?jī)H次于美國(guó)，居世界第二位。世界上一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)我國(guó)也有一定的影響。近年來(lái)，我國(guó)原油、石油產(chǎn)品和天然氣的進(jìn)口量逐漸增加，不僅消耗大量外匯，而且也影響到我國(guó)的能源安全。

我國(guó)是一個(gè)煤炭資源豐富的國(guó)家，煤炭的生產(chǎn)總量和消費(fèi)總量均居********位，在國(guó)內(nèi)一次能源消費(fèi)中占70％。由于煤是固體燃料，利用過(guò)程比流體燃料復(fù)雜，煤燃燒產(chǎn)生的污染物排放量大，煤直接燃燒不僅浪費(fèi)能源，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，以煤為原料制取潔凈的氣體和液體燃料，是提高能源品質(zhì)、減少環(huán)境污染的主要技術(shù)路線，也是減少油氣進(jìn)口、加強(qiáng)能源安全的重要措施。

以煤為原料制取潔凈的氣體和液體燃料，世界上許多工藝已經(jīng)工業(yè)化，我國(guó)在這方面也開(kāi)展了許多基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究，積累了豐富的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。就煤炭氣化而言，我國(guó)在化肥、動(dòng)力和城市燃?xì)庑袠I(yè)應(yīng)用很廣，是世界上在用氣化爐型最多的國(guó)家，新一代爐型也在陸續(xù)推廣。在煤的液化方面，20世紀(jì)60年代建成的人造石油廠還在運(yùn)行，但成本比天然石油高。我國(guó)的煤液化技術(shù)一直在不斷研究，進(jìn)行了大量的技術(shù)儲(chǔ)備。隨著國(guó)際上原油價(jià)一格的不斷上漲，煤液化的重要性將逐步體現(xiàn)出來(lái)。煤液化的工藝路線有多種，選用何種工藝路線，主要取決于目標(biāo)產(chǎn)品的需求和經(jīng)濟(jì)性。

近年來(lái)，隨著西氣東輸工程的實(shí)施，我國(guó)城市天然氣有了快速的發(fā)展，由于天然氣的優(yōu)越性，許多城市已經(jīng)或正在由原有的人工煤氣轉(zhuǎn)換為天然氣。我國(guó)天然氣的儲(chǔ)量并不太多，而且儲(chǔ)存設(shè)施有限，天然氣供應(yīng)的可靠性還不太高。從近年來(lái)冬季用氣高峰時(shí)出現(xiàn)的“天然氣荒”就應(yīng)該得到警覺(jué)。目前我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)夤��?yīng)最廣泛的液化石油氣，其儲(chǔ)存方便，設(shè)施簡(jiǎn)單，既可瓶裝供應(yīng)，又可管道供應(yīng)，受到各地的歡迎，因此許多中小城鎮(zhèn)乃至農(nóng)村都有它的市場(chǎng)。但隨著國(guó)際上原油價(jià)格的上漲，液化石油氣的價(jià)格也在不斷上漲。許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶由于經(jīng)濟(jì)上承受不了，紛紛棄之不用，改燒薪柴，會(huì)造成森林面積的減少，不利于生態(tài)的平衡。

從天然氣和液化石油氣的保障供應(yīng)和價(jià)格控制考慮，都需要有新的能源來(lái)補(bǔ)充和調(diào)節(jié)。正在受到人們關(guān)注的二甲醚對(duì)充當(dāng)該角色有一定的可能性”引。二甲醚是一種易液化儲(chǔ)存與輸送的可燃?xì)怏w，在常溫常壓下為氣態(tài)，在常溫、0．6 MPa壓力下為液態(tài)。二甲醚的主要物理化學(xué)性質(zhì)與甲烷、液化石油氣有許多相似之處。

二甲醚主要由煤或天然氣直接生產(chǎn)或由甲醇脫水間接生產(chǎn)。二甲醚是城鎮(zhèn)燃?xì)庥妹阂夯�的重要目�?biāo)產(chǎn)品，它的推廣使用對(duì)于能源安全和滿足能源多元化需要具有實(shí)際意義。

①     替代液化石油氣作為民用燃料

如果二甲醚單獨(dú)用作城鎮(zhèn)燃?xì)猓�有關(guān)燃具要重新設(shè)計(jì)。如果二甲醚在現(xiàn)有液化石油氣灶具上使用，由于二甲醚華白數(shù)為50．9 MJ／m³，比液化石油氣華白數(shù)低，以20Y液化石油氣為例，當(dāng)二甲醚摻混的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％時(shí)，混合氣的華白數(shù)基本符合GB／T 13611的要求，燃燒性能基本滿足灶具的要求。因此，二甲醚在現(xiàn)有液化石油氣灶具上使用，二甲醚摻混的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于20％，否則不能保證正常使用。

20世紀(jì)70年代，國(guó)外有人提出將二甲醚用作城市燃?xì)狻��?guó)內(nèi)也進(jìn)行了用二甲醚供居民使用的試驗(yàn)，近年來(lái)二甲醚供民用已發(fā)展到年產(chǎn)10×10。t／a以上的規(guī)模。試驗(yàn)表明，二甲醚作為民用燃料有許多優(yōu)點(diǎn)，甚至比使用液化石油氣更加方便。二甲醚能否在城市燃?xì)忸I(lǐng)域大量推廣，主要取決于二甲醚的制造成本和價(jià)格。

一方面，要降低二甲醚的生產(chǎn)成本。為了降到與液化石油氣相競(jìng)爭(zhēng)的某一價(jià)格，在一定的技術(shù)條件下，有一個(gè)二甲醚生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的問(wèn)題。由于原煤價(jià)格的上升幅度比原油價(jià)格的上升幅度小，二甲醚生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模必然會(huì)縮小，建廠的條件就放寬。二甲醚的價(jià)格有可能低于液化石油氣的價(jià)格，在局部地區(qū)替代液化石油氣作為民用燃料的可能性就很大。另一方面，城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚�甲醚有一個(gè)合理定價(jià)的問(wèn)題。定價(jià)的基準(zhǔn)應(yīng)該是單位熱量的價(jià)格要相等。根據(jù)兩者的熱值可以知道，當(dāng)液化石油氣供應(yīng)價(jià)格為5 000形t時(shí)，二甲醚的供應(yīng)價(jià)格低于3 300形t時(shí)，即可與液化石油氣相競(jìng)爭(zhēng)。

②     作為天然氣的摻混或應(yīng)急氣源

以12T天然氣為例，其華白數(shù)為53．5 MJ／m。，若將城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚�甲醚以任意比例與其混合，則混合氣的華白數(shù)為50．9～53．5 MJ／m’，符合GB／T13611的要求，燃燒性能基本滿足灶具的要求。

城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚�甲醚中二甲醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99％以上，其性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下的蒸氣壓約0．6MPa，作為管道燃?xì)夤��?yīng)不會(huì)出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。二甲醚的蒸氣壓比丙烷的蒸氣壓低，便于液化儲(chǔ)存，是天然氣很好的應(yīng)急調(diào)峰氣源。二甲醚的燃燒特性還要進(jìn)一步研究，以便掌握與天然氣混合的合適比例。

無(wú)論將二甲醚作為單獨(dú)的管道燃?xì)鈿庠椿蜃鳛樘烊粴獾膽?yīng)急調(diào)峰氣源，都要考慮其經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。從熱量上看，1 m。二甲醚相當(dāng)于1．8 m。天然氣(低熱值為36 MJ／m3)，如果天然氣價(jià)格為2．5元／m’，二甲醚價(jià)格應(yīng)低于4．5形m。(相當(dāng)于2 200形t)，方可替代天然氣。作為應(yīng)急的氣源，主要考慮供氣的安全可靠，以社會(huì)效益為主，其價(jià)格是次要因素。

應(yīng)該注意，二甲醚對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的溶解性能，二甲醚作為城鎮(zhèn)燃?xì)鈶?yīng)用時(shí)，設(shè)備中有關(guān)的材質(zhì)必須能夠耐這種溶解性能。

3影響二甲醚推廣的市場(chǎng)因素分析

1  生產(chǎn)成本

甲醇的生產(chǎn)技術(shù)還在不斷研究與發(fā)展,但總體上生產(chǎn)工藝已經(jīng)基本成熟.基生產(chǎn)成本一方面取決于生產(chǎn)裝置的規(guī)模,另一方面取決于原料的價(jià)格.生產(chǎn)裝置規(guī)模主要在規(guī)劃階段考慮，一旦確定就是一個(gè)不變的因素，而原料的價(jià)格經(jīng)常變化。二甲醚生產(chǎn)工藝之一是由甲醇脫水制造，因此甲醇的市場(chǎng)價(jià)格對(duì)于二甲醚的生產(chǎn)有重要的影響。由于甲醇的生產(chǎn)能力不斷增加，市場(chǎng)出現(xiàn)了供大于求的局面，促使甲醇價(jià)格下滑。這對(duì)于降低甲醇脫水制造二甲醚的生產(chǎn)成本是一個(gè)有利的因素。

  ②  LPG市場(chǎng)價(jià)格

  液化石油氣的市場(chǎng)價(jià)格隨原油價(jià)格的走勢(shì)而變化。隨著國(guó)際原油市場(chǎng)價(jià)格大幅攀升，國(guó)內(nèi)液化石油氣的價(jià)格也大幅度上揚(yáng)，已經(jīng)超過(guò)5 000形t。從需求來(lái)看，由于環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)，國(guó)內(nèi)大力推行車用高清潔液化石油氣，推動(dòng)了車用液化石油氣用量逐步增加，導(dǎo)致液化石油氣的供應(yīng)明顯偏緊，液化石油氣大量進(jìn)口。這為二甲醚替代液化石油氣提供了很好的機(jī)會(huì)。

③  城市燃?xì)馐袌?chǎng)發(fā)展情況

  我國(guó)近年來(lái)的城市燃?xì)獍l(fā)展的歷史數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。總的來(lái)講，我國(guó)目前城市燃?xì)庵腥斯っ簹獍l(fā)展不快，5年內(nèi)用氣總量與用氣人口均增加不多；天然氣發(fā)展最快，5年內(nèi)用氣總量與用氣人口均增加逾1倍；液化石油氣用氣總量增加不多，但用氣人口增加近60％，主要原因是天然氣在城市發(fā)展快，液化石油氣的市場(chǎng)轉(zhuǎn)向小城鎮(zhèn)，用氣量指標(biāo)有所下降。  據(jù)表1，2004年人工煤氣用氣總量為214×10sm3／a，天然氣用氣總量為169×10。m3／a，液化石油氣用氣總量為1 127×104 t／a。預(yù)計(jì)到“十一五”末，人工煤氣會(huì)略有減少，天然氣(包括工業(yè)用氣)達(dá)到600 x10。m3／a，液化石油氣(其中50％靠進(jìn)口)約1 200×10。t／a。   根據(jù)目前發(fā)展趨勢(shì)，十_五期間二甲醚產(chǎn)量將快速增加，市場(chǎng)能消納多少二甲醚，這是要考慮的問(wèn)題。如果按2010年生產(chǎn)1 000×104 t二甲醚計(jì)算，相當(dāng)于670×10。t液化石油氣。如果進(jìn)入城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域，按2004年的人均耗氣量，相當(dāng)于增加l×10s人的用氣量，這將是一個(gè)難題。為此，應(yīng)該從三方面開(kāi)展工作。一是開(kāi)發(fā)其他市場(chǎng)，如車用燃料市場(chǎng)；二是發(fā)展城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚�甲醚市�?chǎng)，每年城市化的人口約1％，則每年增加1 300×10‘城鎮(zhèn)人口，這些人口多住在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)達(dá)不到的地方，需要以二甲醚為燃料；三是替代進(jìn)口液化石油氣的市場(chǎng)，只要二甲醚的價(jià)格有優(yōu)勢(shì)，就有可能替代。  

4二甲醚用于城鎮(zhèn)燃?xì)獾恼�體研究規(guī)劃

  二甲醚作為城鎮(zhèn)燃?xì)獯嬖谠S多具體的技術(shù)需要研究，如作為民用燃?xì)馓匦缘难芯俊⑦m合其性能的儲(chǔ)存輸送參數(shù)的研究、儲(chǔ)存輸送設(shè)備及燃燒器具的研究、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工程設(shè)計(jì)規(guī)范及技術(shù)措施的編制等課題亟待開(kāi)展。我國(guó)近年來(lái)天然氣發(fā)展速度很快，由于氣源分布不均，儲(chǔ)氣能力小，全國(guó)天然氣管網(wǎng)尚未成環(huán)，天然氣的季節(jié)調(diào)峰能力很差，迫切需要尋找能代替天然氣的季節(jié)調(diào)峰氣源，也需要研究用二甲醚進(jìn)行調(diào)峰的可行性。二甲醚與液化石油氣性質(zhì)相差不大，但是二甲醚有其特殊性，需要進(jìn)行二甲醚用于城鎮(zhèn)燃?xì)獾恼�體研究規(guī)劃。

 具體研究?jī)?nèi)容如下：

燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文)與規(guī)范(城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)條文)的制訂；

  二甲醚儲(chǔ)存與輸送的有關(guān)工藝路線與參數(shù)的確

定；

    二甲醚儲(chǔ)配站的標(biāo)準(zhǔn)圖的設(shè)計(jì)；

    二甲醚儲(chǔ)存與輸送的有關(guān)設(shè)備(槽車、儲(chǔ)罐、泵

與壓縮機(jī)、調(diào)壓器)參數(shù)的確定以及標(biāo)準(zhǔn)圖的設(shè)計(jì)；

    二甲醚作為民用燃料的設(shè)備(灶具、熱水器、調(diào)

壓器等)的開(kāi)發(fā)；

    二甲醚用作天然氣調(diào)峰氣源的可行性以及工藝

流程研究；

    二甲醚供民用的價(jià)格與經(jīng)濟(jì)性分析。

 

  上述研究對(duì)于二甲醚的推廣使用將起到推動(dòng)作用，對(duì)于提高燃?xì)夤芫W(wǎng)的功能和運(yùn)行的安全性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力、降低城市燃?xì)獾慕ㄔO(shè)成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)、降低燃?xì)夤��?yīng)價(jià)格、推廣清潔能源等方面有重要的意義，將會(huì)在取得良好經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的同時(shí)得到環(huán)境效益，能推動(dòng)二甲醚城鎮(zhèn)燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展，提高我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)獾恼�體技術(shù)水平和保障供氣的能力。

5結(jié)語(yǔ)

1  二甲醚是一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，在一圍內(nèi)可以替代或補(bǔ)充石油與天然氣，對(duì)于能源安全和抑制油氣價(jià)格有一定作用。  

2  以煤為原料制取二甲醚技術(shù)已比較成熟，我國(guó)在合成二甲醚工藝、催化劑制備及二甲醚應(yīng)用領(lǐng)域均已進(jìn)行了大量工作，已具備大規(guī)摸生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

3  二甲醚為易液化儲(chǔ)存和輸送的優(yōu)質(zhì)氣體燃料，作為民用燃料和車用燃料，有利于環(huán)境的改善。其壓力較低，并且穩(wěn)定，輸送儲(chǔ)存更加安全。

④  二甲醚作為民用燃料，需要進(jìn)行合理定價(jià)。從熱量上看，1 kg二甲醚相當(dāng)于0·67 kg液化石油氣．1 ms氣態(tài)二甲醚相當(dāng)于1．8 m。天然氣。在目前液化石油氣的價(jià)格不斷上漲的情況下，年產(chǎn)10×104 t級(jí)煤基二甲醚的成本基本上可以與液化石油氣相競(jìng)爭(zhēng)。二甲醚的單位熱量?jī)r(jià)格目前比天然氣高一些，作為應(yīng)急氣源，經(jīng)濟(jì)上還是可行的。