楊瀟瀟 張媛媛 李俊杰 卜慶佳 田亞峻 許德平

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,100083 北京;2.中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所泛能源大數(shù)據(jù)和戰(zhàn)略研究中心,266101 山東青島;3.山東能源研究院,266101 山東青島;4.北京低碳清潔能源研究院,102211 北京)

0 引 言

進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,汽油和柴油等液體燃料的消費(fèi)量逐年增加[1],2008年~2018年汽油消費(fèi)量和柴油消費(fèi)量的平均增長(zhǎng)率分別為7.8%和1.9%,2018年我國(guó)汽油和柴油的消費(fèi)量分別為1.3億t和1.6億t。然而我國(guó)石油資源有限,石油消費(fèi)大量依靠進(jìn)口,2019年我國(guó)石油消費(fèi)量達(dá)到了6.97億t,進(jìn)口量高達(dá)5.06億t[2],對(duì)外依存度高達(dá)72.6%,預(yù)計(jì)到2035年對(duì)外依存度將達(dá)到80%[3],較高的對(duì)外依存度對(duì)我國(guó)的能源供應(yīng)安全構(gòu)成了較大的威脅。

為減少對(duì)石油的依賴,我國(guó)正在努力探索替代路線生產(chǎn)油品。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年我國(guó)煤炭資源探明儲(chǔ)量達(dá)到2 704億t左右,煤炭產(chǎn)量為38.46億t[2],豐富的煤炭資源使得煤制油成為常規(guī)石油路線的可靠的替代途徑。在國(guó)家政策的積極鼓勵(lì)下,針對(duì)大型煤制油項(xiàng)目陸續(xù)投資建廠并投入生產(chǎn),截至2019年底,已建成1個(gè)煤直接液化(direct coal liquef action,DCL)項(xiàng)目、8個(gè)煤間接液化(indirect coal liquefaction,ICL)項(xiàng)目,產(chǎn)能共931萬t。

然而煤制油技術(shù)存在能耗高、碳排放高、水資源消耗大等爭(zhēng)議[4-5]。近來,中國(guó)承諾在2030年左右達(dá)到二氧化碳排放峰值,單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放在2005年的基礎(chǔ)上降低60%~65%[6],這對(duì)煤制油的發(fā)展提出了更高要求。因此,全面評(píng)估兩種煤制油路線的能耗、碳排放和經(jīng)濟(jì)成本,并與煉油(oil refining,OR)路線綜合比較,識(shí)別主要的能耗和碳排放環(huán)節(jié),對(duì)改進(jìn)煤制油技術(shù)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)低碳綠色發(fā)展具有一定的參考意義。

生命周期評(píng)價(jià)(life cycle assess ment,LCA)作為一種重要的決策工具,能夠客觀、全面地評(píng)價(jià)生產(chǎn)工藝的全過程,已廣泛應(yīng)用于分析能源利用、環(huán)境影響、成本效益等方面[7-10]。朱玲等[11]從生命周期角度對(duì)ICL生產(chǎn)工藝的污染物排放進(jìn)行了分析,結(jié)果表明CO2排放在氣態(tài)污染物總量的占比為98.03%,主要來源于n(C)/n(H)調(diào)整釋放和動(dòng)力煤燃燒階段。YANGet al[1]對(duì)魯奇、徳士古和殼牌三種氣化爐工藝技術(shù)進(jìn)行了溫室氣體和經(jīng)濟(jì)成本分析,發(fā)現(xiàn)三種氣化工藝在節(jié)水、碳排放和經(jīng)濟(jì)性方面各具優(yōu)勢(shì)。還有一些研究[12-13]利用生命周期方法從不同角度對(duì)煤制油、生物質(zhì)制油和油頁巖制油進(jìn)行了對(duì)比分析。在經(jīng)濟(jì)分析方面,張媛媛[14]利用敏感性分析煤炭和柴油不同市場(chǎng)價(jià)對(duì)DCL和ICL的盈利影響,發(fā)現(xiàn)在低煤價(jià)(100元/t~400元/t)、高柴油價(jià)(4 350元/t~5 850元/t)下,煤制油有較穩(wěn)定的盈利空間。上述研究大多致力于煤間接液化與生物質(zhì)制油等路線的對(duì)比或針對(duì)成品油生產(chǎn)本身進(jìn)行分析評(píng)價(jià),從能耗、碳排放和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面對(duì)DCL,ICL和OR進(jìn)行全面分析的研究還比較有限。

本研究從以下三個(gè)方面對(duì)比三條制油路線的技術(shù)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本:1)對(duì)三條制油路線進(jìn)行能耗和碳排放的生命周期評(píng)價(jià),識(shí)別主要的消耗和排放環(huán)節(jié);2)分析成品油生產(chǎn)階段的經(jīng)濟(jì)成本,對(duì)比三種路線在現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)格下的經(jīng)濟(jì)性;3)分析煤價(jià)和油價(jià)的波動(dòng)對(duì)煤制油路線和石油路線競(jìng)爭(zhēng)力的影響。

1 研究方法

1.1 研究方法與研究對(duì)象

本研究采用從“搖籃”到“大門”(fro m cradle to gate)的生命周期研究方法,主要分為目標(biāo)與范圍的定義、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋四個(gè)部分,詳細(xì)框架如圖1所示。

圖1 生命周期框架Fig.1 Life cycle framewor k

本研究選取DCL,ICL和OR三條路線為研究對(duì)象,選取能耗、碳排放和利潤(rùn)為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估,功能單位定義為生產(chǎn)1 MJ液體燃料。在清單分析階段,收集DCL,ICL和OR路線的資源消耗和產(chǎn)出數(shù)據(jù),并根據(jù)清單數(shù)據(jù)收集相應(yīng)的能耗因子和碳排放因子,根據(jù)收集到的清單數(shù)據(jù)質(zhì)量選擇是否需要調(diào)整研究范圍或收集更多的數(shù)據(jù),不斷完善數(shù)據(jù)清單,然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行三條路線的分析、比較,給出合理的建議。

1.2 系統(tǒng)邊界

系統(tǒng)邊界定義為煤炭開采洗選、煤炭運(yùn)輸和成品油生產(chǎn)過程,如圖2所示。本研究考慮了每個(gè)子過程的能耗和碳排放,根據(jù)項(xiàng)目投資的要求,經(jīng)濟(jì)性分析只針對(duì)成品油生產(chǎn)過程。成品油生產(chǎn)過程同時(shí)還產(chǎn)出多種副產(chǎn)品,為確定功能單位的產(chǎn)品所消耗的能量和產(chǎn)生的碳排放,就要對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行分配。本研究三條路線的主副產(chǎn)品均具有共同的商品屬性,此外,CHEN et al[15]的研究證明了經(jīng)濟(jì)分配有降低副產(chǎn)品環(huán)境影響的優(yōu)勢(shì),因此,本研究采用基于產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行分配。

圖2 三條路線的系統(tǒng)邊界Fig.2 System boundaries of the t hree r outes

1.3 生命周期模型

1.3.1 能耗計(jì)算模型

生命周期能耗包括原材料開采和加工過程中化石資源的損耗,以及進(jìn)入系統(tǒng)邊界的所有能源和材料所導(dǎo)致的能耗[16],生命周期能耗因子參考GREET數(shù)據(jù)庫及以中國(guó)為研究案例、發(fā)表在高質(zhì)量期刊中的文獻(xiàn),本研究各階段生命周期能耗(Ec)的計(jì)算如公式(1)所示[17],相應(yīng)的生命周期能耗因子[18]見表1。

表1 生命周期能耗因子Table 1 Life cycle energy consu mption factor

式中:CEM,ij表示第i個(gè)過程第j種能源或材料的消耗,下標(biāo)EM表示ener gy或meterial;FEC,j表示第j種能源或材料的生命周期能耗因子,下標(biāo)EC表示ener gy co msuption;DEF表示化石能源開采階段的損耗,下標(biāo)EF表示ener gy of f ossil;ECPF表示油品生產(chǎn)過程的化石能源消耗,下標(biāo)CPF表示co msu mption in process of fossil。

1.3.2 碳排放計(jì)算模型

煤制油生命周期階段的碳排放分為兩部分,一部分是工藝過程碳排放,如煤炭開采過程的甲烷逸散和成品油生產(chǎn)過程的碳排放,另一部分是進(jìn)入系統(tǒng)邊界的所有能源和材料包含的隱含碳排放,可根據(jù)能源或材料的生命周期碳排放因子[17]計(jì)算,生命周期碳排放因子參考GREET數(shù)據(jù)庫中的中國(guó)數(shù)據(jù)集以及發(fā)表在高質(zhì)量期刊中的文獻(xiàn),如表2所示。本研究重點(diǎn)考慮CO2,CH4和N2O三種溫室氣體的排放,根據(jù)文獻(xiàn)[19]可知,CH4和N2O的全球變暖潛值分別為30 kg CO2eq和265 kg CO2eq,生命周期碳排放(mCE)具體計(jì)算如公式(2)所示[16,20]。

表2 生命周期碳排放因子Table 2 Life cycle carbon emission factor

式中:k表示三種溫室氣體,即CO2,CH4,N2O;FCE,j表示第j種能源或材料的生命周期碳排放因子,下標(biāo)CE表示car bon e mission;mPGHG,ik表示第i個(gè)過程中第k種溫室氣體的排放,下標(biāo)PGHG表示pr ocess of greanhouse gas;mGWP,k表示第k種溫室氣體的全球變暖潛值,下標(biāo)GWP表示global warming potential。

1.3.3 項(xiàng)目利潤(rùn)

利潤(rùn)等于總收入減去總成本,其中總成本主要考慮生產(chǎn)成本和稅收。生產(chǎn)成本包含的各經(jīng)濟(jì)參數(shù)如表3[21-22]所示,主要產(chǎn)品價(jià)格如表4所示。原料和產(chǎn)品價(jià)格來自中國(guó)工程院發(fā)布的能源價(jià)格數(shù)據(jù)庫,選取2015年-2019年五年的平均價(jià)格[23],固定資產(chǎn)的折舊費(fèi)按20年折舊考慮,凈殘值為5%[21]。

表3 生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)參數(shù)Table 3 Economic parameters of production cost

表4 主要產(chǎn)品價(jià)格Table 4 Product price

工廠的稅收包括增值稅、消費(fèi)稅、城市維護(hù)建設(shè)稅和教育附加稅。增值稅稅率參考我國(guó)2021年最新頒布的稅收政策,消費(fèi)稅根據(jù)成品油的不同品種按照國(guó)家規(guī)定繳納相應(yīng)的稅費(fèi),城市維護(hù)建設(shè)稅和教育附加稅分別按增值稅和消費(fèi)稅之和的7%和3%計(jì)算[24]。本研究DCL,ICL和OR三條路線工廠的生產(chǎn)規(guī)模分別為108萬t/a,200萬t/a和1 000萬t/a,在經(jīng)濟(jì)性分析中不考慮工廠生產(chǎn)規(guī)模的變化。工廠生產(chǎn)成品油的利潤(rùn)如公式(3)所示。

2 清單分析

2.1 煤炭開采洗選

煤炭開采過程的自燃以及洗選會(huì)造成一部分煤的損失。XIAOet al[25]估計(jì)煤炭開采的自燃損失率約為1%,即開采1 t煤,原煤自燃損失為0.01 t;在洗選過程中,煤炭的質(zhì)量損失率約為15%[2]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,每開采和洗選1 kg煤的綜合能耗約為0.031 kgce[26],其中消耗煤0.73 MJ、電力0.15 MJ、天然氣0.009 1 MJ、汽油0.009 1 MJ和柴油0.018 MJ[27]。

據(jù)文獻(xiàn)計(jì)算可得在煤炭開采階段開采1 kg煤,煤層自燃產(chǎn)生的CO2為17.5 g/kg,產(chǎn)生的N2O為1.11 mg/kg,煤層CH4的逸散高達(dá)7.6 g/kg[28-29]。

2.2 煤炭運(yùn)輸過程

在煤炭的運(yùn)輸階段,我國(guó)的煤炭運(yùn)輸主要有鐵路、水路、長(zhǎng)距離公路運(yùn)輸和短距離公路運(yùn)輸四種方式,表5所示為各種方式運(yùn)輸單位質(zhì)量煤炭行駛平均里程時(shí)所導(dǎo)致的燃料消耗[12,29],利用公式(1)和公式(2)及表(1)和表(2)可計(jì)算運(yùn)輸階段的能耗和產(chǎn)生的碳排放。

表5 煤炭運(yùn)輸階段能量消耗Table 5 Energy consu mption data for different coal transportation modes

2.3 石油的開采和加工

據(jù)文獻(xiàn)可知,原油的開采效率為93%[27],開采過程中的綜合能耗為92 kgce/t[26],提取和加工1 kg石油消耗0.216 MJ柴油、0.539 MJ原油、0.62 MJ天然氣、0.270 MJ煤、0.998 MJ電力,消耗渣油和汽油均為0.027 0 MJ[27,30-31]。

2.4 石油運(yùn)輸

目前中國(guó)的石油運(yùn)輸方式主要有四種:海運(yùn)、管道運(yùn)輸、水路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸,各種運(yùn)輸方式的占比及其平均里程以及能耗[27]見表6。

表6 原油運(yùn)輸階段能量消耗Table 6 Ener gy consu mption data for different oil transportation modes

2.5 煤制油生產(chǎn)過程

本研究三條路線的成品油生產(chǎn)過程相應(yīng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)均來自于工廠的環(huán)評(píng)報(bào)告或可行性報(bào)告。表7列出了液體燃料生產(chǎn)階段的運(yùn)行數(shù)據(jù)清單,其中的數(shù)據(jù)為功能單位化的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 生命周期能耗

DCL,ICL和OR路線生產(chǎn)成品油的生命周期能耗如圖3所示。由圖3可知,三條路線的生命周期能耗分別為3.15 MJ/MJ,3.64 MJ/MJ和1.30 MJ/MJ,OR路線的生命周期能耗是三條路線中最低的。對(duì)于兩條煤制油路線,煤炭開采洗選階段和成品油生產(chǎn)階段是能耗的主要貢獻(xiàn)階段。我國(guó)的煤炭開采大多是在較深的地下[29],整個(gè)過程除了挖掘、洗選外,還需要照明、通風(fēng)和排水等其他輔助工作,這就在一定程度上增加了煤炭開采洗選過程中的能耗[32-33]。分析三條路線油品生產(chǎn)過程的原料消耗發(fā)現(xiàn),ICL在成品油生產(chǎn)階段每生產(chǎn)1 MJ成品油消耗的化石原料約為OR路線每生產(chǎn)1 MJ成品油消耗的化石原料的2倍。煤制油是一個(gè)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化工藝,由固態(tài)碳轉(zhuǎn)化為液態(tài)油的生產(chǎn)鏈較長(zhǎng),對(duì)工藝過程的反應(yīng)條件要求嚴(yán)苛,導(dǎo)致生產(chǎn)過程消耗了更多的電力和蒸汽,該部分能耗分別占生產(chǎn)過程的20.10%(DCL)和23.4%(ICL)。

圖3 三條路線生命周期能耗Fig.3 Life cycle energy consu mption of the three routes 1—Coal mining and processing;2—Coal transportation;3—Direct coal liquefaction;4—Indirect coal liquefaction;5—Oil extraction and processing;6—Oil transportation;7—Oil refining

HUANG et al[34]計(jì)算的ICL生命周期能耗為1.19 MJ/MJ~1.37 MJ/MJ,OR路線的生命周期能耗為0.06 MJ/MJ,其計(jì)算結(jié)果比本研究的計(jì)算結(jié)果低得多。原因主要是定義的系統(tǒng)邊界不同,文獻(xiàn)中沒有考慮石油原料消耗導(dǎo)致的能耗以及各類材料所導(dǎo)致的間接消耗。ZHOU et al[12]計(jì)算的ICL生命周期能耗(3.1 MJ/MJ)比本研究計(jì)算的值低17.4%,計(jì)算的OR路線的結(jié)果(1.56 MJ/MJ)比本研究的結(jié)果高15.4%,差異主要是由調(diào)研生命周期各個(gè)過程的后臺(tái)數(shù)據(jù)和前臺(tái)數(shù)據(jù)的來源不同導(dǎo)致。

通過分析可知,當(dāng)前對(duì)于煤制油生產(chǎn)工藝來說,迫切需要降低單位產(chǎn)品的能耗。煤制油的高能耗主要與煤炭的轉(zhuǎn)化特性有關(guān),因此,優(yōu)化生產(chǎn)工藝、開發(fā)先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備及高效催化劑有利于幫助提高煤制油的轉(zhuǎn)化效率,節(jié)約能源。

3.2 生命周期碳排放

圖4 所示為成品油生產(chǎn)三個(gè)階段的具體碳排放情況。DCL和ICL的生命周期碳排放分別為0.20 kg CO2eq/MJ和0.25 kg CO2eq/MJ,而OR路線的生命周期碳排放低至0.025 kg CO2eq/MJ。通過分析可知,成品油生產(chǎn)的工藝碳排放是整個(gè)生命周期碳排放貢獻(xiàn)最大的階段,兩條煤制油路線的碳排放遠(yuǎn)高于OR路線的碳排放,主要原因?yàn)槊菏且环N富碳少氫的資源,在制氫過程會(huì)產(chǎn)生大量的CO2,同時(shí)從油品生產(chǎn)階段消耗的能源來看,煤制油路線比OR路線消耗了更多的電力和燃料煤,相應(yīng)地也導(dǎo)致了較高的碳排放。煤制油路線中碳排放主要集中在制氫階段,制氫階段產(chǎn)生的CO2濃度較高,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)CO2的捕集封存和綜合利用提供了便利性[35]。根據(jù)文獻(xiàn)[12-13,34]可知,ICL的碳排放在0.25 kg CO2eq/MJ~0.36 kgCO2eq/MJ之間,OR路線的碳排放在0.02 kgCO2eq/MJ~0.15 kgCO2eq/MJ之間,由于各文獻(xiàn)不同的系統(tǒng)邊界和數(shù)據(jù)源等,導(dǎo)致文獻(xiàn)間計(jì)算值差異較大。本研究建立從“搖籃”到“大門”的系統(tǒng)邊界,采用生命周期法和最新的GWP-100年模型,原輔料數(shù)據(jù)來自工廠環(huán)評(píng)報(bào)告,碳排放因子引用于已發(fā)表的文獻(xiàn),證明了本研究結(jié)果的可靠性。

圖4 三條路線生命周期碳排放Fig.4 Life cycle carbon emission of the three routes 1—Coal mining and processing;2—Coal transportation;3—Direct coal liquefaction;4—Indirect coal liquefaction;5—Oil extraction and processing;6—Oil transportation;7—Oil refining

3.3 經(jīng)濟(jì)性分析

圖5 所示為三條路線經(jīng)濟(jì)參數(shù)對(duì)比。通過分析三條路線的利潤(rùn)情況可知DCL的利潤(rùn)是三條路線中最高的,為0.025元/MJ,ICL和OR的利潤(rùn)基本相同,均為0.014元/MJ。通過利潤(rùn)的計(jì)算公式可知,利潤(rùn)由總收入、生產(chǎn)成本和稅收共同決定。石油路線的總收入是三條路線中最高的,然而較高的石油價(jià)格導(dǎo)致其生產(chǎn)成本較高,利潤(rùn)并不是非?？捎^。煤制油生產(chǎn)功能單位的產(chǎn)品消耗了更多的資源、電力和蒸汽等,因此,原材料成本和公用工程也是影響成本的重要因素。適當(dāng)提高工廠規(guī)模、提高能源利用效率、節(jié)約資源和能源以減少生產(chǎn)成本的支出可以幫助提高煤制油的利潤(rùn)。此外,高稅收對(duì)煤制油利潤(rùn)的影響同樣不能忽視,煤制油路線的稅收約占總收入的25%,因此,政府可以通過制定一系列的稅收優(yōu)惠政策來刺激煤制油路線的發(fā)展。

圖5 三條路線經(jīng)濟(jì)參數(shù)對(duì)比Fig.5 Comparison of economic parameters of the t hree r outes

3.4 敏感性分析

選擇原料價(jià)格、產(chǎn)品價(jià)格、能量?jī)r(jià)格和消費(fèi)稅四類關(guān)鍵參數(shù),以現(xiàn)行價(jià)格為基礎(chǔ)上下浮動(dòng)20%對(duì)三條路線進(jìn)行利潤(rùn)的敏感性分析,結(jié)果如圖6所示,可以看出成品油價(jià)格是影響利潤(rùn)的重要因素。尤其是ICL和OR路線,當(dāng)成品油的價(jià)格下降15%時(shí),兩條路線利潤(rùn)受影響較大,工廠處于虧損狀態(tài)。當(dāng)原料價(jià)格上漲20%時(shí),DCL和ICL的利潤(rùn)分別下降23.7%和59%,OR路線基本處于虧損狀態(tài)。此外燃煤價(jià)格和消費(fèi)稅也會(huì)影響工廠利潤(rùn)。當(dāng)燃煤價(jià)格上漲20%時(shí),三條路線的利潤(rùn)分別下降3.6%,14.1%和2.4%;當(dāng)消費(fèi)稅上漲20%時(shí),三條路線的利潤(rùn)分別下降17.6%,32.9%和48.9%。

圖6 三條路線敏感性分析Fig.6 Sensitivity analysis of the three routes

3.5 油價(jià)和煤價(jià)波動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系

煤制油與石油路線的產(chǎn)品相重疊,因此成品油的價(jià)格很容易隨石油價(jià)格的波動(dòng)而變化,參考YANGet al[22]對(duì)煤制乙二醇經(jīng)濟(jì)性研究方法,研究煤炭?jī)r(jià)格和石油價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)區(qū)間。煤價(jià)和油價(jià)選取近五年的市場(chǎng)價(jià)格,煤價(jià)在250元/t~700元/t變化[21],油價(jià)在35美元/桶~80美元/桶[21]的范圍內(nèi)變化。圖7所示為煤價(jià)和油價(jià)在上述范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)DCL,ICL與OR路線的生產(chǎn)成本比率,圖7中虛線以下的區(qū)域表示兩條煤制油路線的生產(chǎn)成本低于OR路線的生產(chǎn)成本,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),虛線以上的部分表示煤制油路線的成本高于OR路線的成本,難以與OR路線競(jìng)爭(zhēng)。由圖7可以看出,當(dāng)油價(jià)低于45美元/桶時(shí),即使煤價(jià)在很低的情況下DCL也難以與OR路線競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)油價(jià)在45美元/桶~65美元/桶之間,煤價(jià)越低,DCL競(jìng)爭(zhēng)力越大。油價(jià)高于75美元/桶,即使煤價(jià)高達(dá)700元/t時(shí),DCL的競(jìng)爭(zhēng)力仍然高于OR路線的競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于ICL(見圖7b)來說,當(dāng)油價(jià)在35美元/桶~45美元/桶之間時(shí),ICL難以與OR路線競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)油價(jià)在55美元/桶~65美元/桶時(shí),在煤價(jià)較低的情況下ICL還有盈利的空間;當(dāng)油價(jià)高于75美元/桶,煤價(jià)只有在500元/t以下時(shí),ICL才更有競(jìng)爭(zhēng)力。從兩條煤制油路線與石油路線下的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)分析可以看出,DCL和ICL在高油價(jià)下利用我國(guó)豐富低價(jià)的煤炭資源可以很好地與OR路線競(jìng)爭(zhēng)。

圖7 生產(chǎn)成本比率Fig.7 Pr oduction cost ratio

4 結(jié) 論

1)兩條煤制油路線的能耗均高于OR路線的能耗。DCL和ICL的能耗分別是OR路線能耗的2.4倍和2.8倍,煤炭開采洗選和成品油生產(chǎn)過程是導(dǎo)致高能耗的主要貢獻(xiàn)階段。

2)DCL和ICL的碳排放分別是OR路線碳排放的8倍和10倍,成品油生產(chǎn)階段是碳排放的主要貢獻(xiàn)階段。相較于石油,煤炭含有豐富的碳元素,在制氫過程會(huì)產(chǎn)生大量的CO2,同時(shí)煤制油路線也比OR路線消耗了更多的電力和熱力,也導(dǎo)致了更多的碳排放。

3)DCL和ICL的利潤(rùn)均高于OR路線的利潤(rùn),優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在原材料成本方面。石油和煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)對(duì)三條路線競(jìng)爭(zhēng)力的影響結(jié)果表明,對(duì)于DCL路線,當(dāng)油價(jià)在45美元/桶~65美元/桶時(shí),煤炭?jī)r(jià)格越低,DCL越有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);當(dāng)油價(jià)高于75美元/桶時(shí),DCL的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將更加明顯;對(duì)于ICL路線,當(dāng)油價(jià)低于45美元/桶時(shí),ICL相較于OR路線幾乎沒有競(jìng)爭(zhēng)力,當(dāng)油價(jià)在55美元/桶~75美元/桶時(shí),煤炭?jī)r(jià)格在較低的情況下ICL才有較好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。