【導讀】XXXX區(qū)天然氣利用項目可行性研究報告。中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司第1頁共5頁

　　

【正文】 利用 XX 企業(yè)的資源優(yōu)勢， 將繼續(xù) 在 XX 陜京線天然氣管道為本項目爭取充足的天然氣指標， XX省 天然有限責任 公司同意在 XX 線天然氣管道上開口為本項目供氣，因此氣源是有充分保障的。 氣質(zhì)分析 陜京線 氣質(zhì) 陜京線 天然氣 組份見下表 ： 表 陜京線 天然氣組 分 一覽表 組份 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 N2 CO2 mol? H2S 含量 水露點 ℃ 高熱值 低熱值 相對密度 陜京 二 線氣質(zhì) 陜京 二 線 天然氣氣源來自長慶氣區(qū)，天然氣組分見表 。 XXXX區(qū) 天然氣利用項目可行性研究報告 第 13 頁 共 105 頁 表 陜京二線天然氣組分 一覽表 組 成 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 摩爾組成 % 組 成 nC5 C6 C+7 N2 其它 摩爾組成 % CO2≤ 3% ； H2S20mg/m3； 水露點： ≤ － 13℃ （ ）； 相對密度： ； 高發(fā)熱值： ； 低發(fā)熱值： 。 氣源壓力 本工程的上游管線 —— XX 管線（ XX— XX— 邯鄲輸氣管道）于 2021 年全部建成通氣，該管道 干線管徑 D508，設計壓力為 ， 設計輸氣能力 15 108m3/a（標況），目前運行壓力為 。 XXXX區(qū) 天然氣利用項目可行性研究報告 第 14 頁 共 105 頁 4 天然氣市場 目標市場的確定 通過對 XX市 XX區(qū) 在建、引進及規(guī)劃中的工業(yè)企業(yè)進行調(diào)研，開發(fā)區(qū)使用天然氣的的重點工業(yè)用戶 為 XX有限公司 ，本次可研的目標市場僅 考慮 XX有限公司 。 XX有限公司屬于外商獨資企業(yè)，主要從事多晶硅材料的生產(chǎn) ， 將在 XX建設年產(chǎn) 目，項目總投資 126億元人民幣。項目選址位于 XX高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū) XX一期中心地帶，是 XX市打造新能源 XX，建設完整光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重大戰(zhàn)略部署。此項目已于 2021年1月 16日列入 XX省重點產(chǎn)業(yè)支撐項目。 在環(huán)保、節(jié)能意識越來越重要的今天， 倍受矚目 ， 集新能源產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)于一體的 XX集團 的 主要新能源產(chǎn)品 —— 多晶硅太陽能電池 ， 最重 要 的 原材料就是高純度 多晶硅 。 XX公司 的 硅材料項目 作為 XX集團 的重點扶持 發(fā)展 項目 ，其生產(chǎn)的 多晶硅 主要面向的是 XX集團 的 連續(xù) 性定單式生 產(chǎn) ，目前 市場是供不應求 。 XX公司 所采用的是目前世界最先進的新硅烷工藝 ， 該 工藝 生產(chǎn) 出 的多晶硅純度達 %。 此技術(shù)是多晶硅行業(yè)重大的技術(shù)革命，中間產(chǎn)物循環(huán)使用，沒有廢水、廢氣、廢渣的排放，成本低，產(chǎn)量高 ，該工藝能顯著提高 多晶硅的 產(chǎn)品 質(zhì)量 ，市場 競爭力 。 憑借 XX公司 生產(chǎn)的高質(zhì)量、低成本的多晶硅， XX集團 將 在 最 大程度上提升新能源 產(chǎn)品附加值 ， 提高 新能源產(chǎn)品 的市場競爭力 ；憑借 XX公司 生產(chǎn)的高質(zhì)量、低成本的多晶硅， XX集團 將繼續(xù)秉承 提供清潔能源，做實做強光伏產(chǎn)業(yè)，參與更深、更廣泛的國際競爭的理念， 進一步占領(lǐng)國際、國內(nèi)市場。 最終 將 帶動并 實現(xiàn) XXXX區(qū) 完整光伏產(chǎn)業(yè)鏈 建設 的 飛速發(fā)展。 新硅烷工藝 是第三代新材料工藝，是硅材料行業(yè)重大技術(shù)進步，代表著未來多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。該工藝直接以硅石為原料制備多晶硅，跳過了冶金硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大大降低了能耗。主要過程包括硅烷的制備和多晶硅的生產(chǎn)，其特點是生產(chǎn)過程中硫酸鹽副產(chǎn)品作為原料可以出售給化工廠，中間產(chǎn)物氟化鋁鈉能夠循環(huán)利用，不會對環(huán)境產(chǎn)生危害。 新硅烷工藝 流程 如下： 氫化鋁鈉生產(chǎn) 鈉作為液態(tài)金屬通入到氫化鋁鈉反應器，鋁粉、催化劑和甲苯溶劑一同通過浸漬管加入反應器，鋁粉要過量以減少副反應的發(fā)生，通入氫氣， 進行反應生成氫化鋁鈉固體，XXXX區(qū) 天然氣利用項目可行性研究報告 第 15 頁 共 105 頁 隨后分離回收甲苯，將氫化鋁鈉溶于二甲氧基乙烷，儲存到儲罐中。 四氟化硅生產(chǎn) 硫酸、氟化鋁鈉和石英砂在混料器預混加熱至一定溫度后，進入旋轉(zhuǎn)反應爐反應生成四氟化硅和硫酸鹽副產(chǎn)品。四氟化硅被干燥、凈化后壓縮液化由管路輸送到儲存罐。 硅烷生產(chǎn) 硅烷反應分兩步完成： 90%95%的反應在第一級硅烷反應器中完成，剩下的是在第二級硅烷反應器中完成?？刂品磻獪囟仍谝欢ǚ秶鷥?nèi)，氫化鋁鈉和四氟化硅按照化學計量來反應，生成的硅烷經(jīng)精餾、分子篩吸附后得到高純度的硅烷氣，副產(chǎn)物氟化鋁鈉回收循環(huán)利 用。 多晶硅生產(chǎn) 高純度的硅烷和氫氣經(jīng)過預熱后進入反應器，在反應器內(nèi)硅烷分解成多晶硅和氫氣。反應器出口氣體經(jīng)分離器分離后，氫氣和硅烷回收循環(huán)利用。 圖 新硅烷工藝流程圖 該工藝有如下優(yōu)點： 原料供應有保證，主要原料為二氧化硅，該原料國內(nèi)儲量占全球的 70%，而且品位較高，不需要二次熔煉為金屬硅。 硅烷工藝耗電量少，其生產(chǎn)成本比三氯氫硅工藝降低了 24%。 XXXX區(qū) 天然氣利用項目可行性研究報告 第 16 頁 共 105 頁 產(chǎn)量高，硅烷工藝比三氯氫硅工藝產(chǎn)量提高 30%。 對環(huán)境沒有污染，不會產(chǎn)生大量金屬氯化物和四氯化硅等難以處理的廢棄物，其 副產(chǎn)品硫酸鈉和硫酸鋁可以出售給化工廠；氟化鋁鈉可以回收循環(huán)利用，真正實現(xiàn)了閉環(huán)式生產(chǎn)。 項目用水可以采用 該 公司三期中水，減少了大量的水消耗。 新硅烷工藝 生產(chǎn) 高純度多晶硅需使用天燃氣作為燃料，作為蒸汽鍋爐、油鍋爐、廢氣爐、回轉(zhuǎn)爐等設備的熱源，項目將分四期建設，工程進度及用氣量如下： XX 一期工程 已于 2021 年 4 月 15 日開始施工， 2021 年 8 月底送氣調(diào)試， 2021 年10 月投產(chǎn)；建設規(guī)模為年產(chǎn) 3000 噸，實際用氣量 2255m3/h。 規(guī)劃的 XX 二期工程 2021 年 10 月開始建設， 2021 年 2 月 底送氣調(diào)試， 2021 年 4月投產(chǎn)；建設規(guī)模為年產(chǎn) 6000 噸，實際用氣量達到 5400m3/h 。 規(guī)劃的 XX 三期工程 2021 年 11 月開始建設， 2021 年 2 月送氣調(diào)試， 2021 年 11 月投產(chǎn)，建設規(guī)模為年產(chǎn) 3000 噸；實際用氣量達到 9910m3/h 。 規(guī)劃的 XX 四期工程 2021 年 5 月開始建設， 2021 年 10 月送氣調(diào)試， 2021 年 12 月投產(chǎn)，建設規(guī)模為年產(chǎn) 6000 噸；實際用氣量達到 13530m3/h 。 主要用氣設備及 用 氣 量 見表 。 表 2021 年 XX 公司 主要用氣設備及用氣量 序號 系統(tǒng) /設備 設備數(shù)量 (臺 ) 用氣量（ m3/h） 工作方式 1 制氫系統(tǒng) 3 2800 24 小時連續(xù) 2 燃氣鍋爐 5 5916 24 小時連續(xù) 3 熱風系統(tǒng) /回轉(zhuǎn)爐 12 3460 24 小時連續(xù) 4 熱油爐 12 1255 24 小時連續(xù) 5 廢氣燃燒系統(tǒng) /廢氣爐 6 99 24 小時連續(xù) 合計 13530 目標市場 耗氣量的計算 目標市場的 年用 氣量見表 。 表 年用 氣量表 （單位： 104m3/a） 期限 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021～ 2020 年 年用氣量 149 1786 3077 5089 6807 9115 10716 XXXX區(qū) 天然氣利用項目可行性研究報告 第 17 頁 共 105 頁 用戶不均勻系數(shù)的確定 工業(yè)用戶的用氣量較居民及公共建筑用氣均勻， XX 有限公司是 三班制 連續(xù) 生產(chǎn)運行，小時用氣量波動小，其不均勻系數(shù)取 K=1，每年開工時間均按 330 天計算。 價格承受能力分析 天然可承受氣價分析 天然氣用戶的可承受價格主要取決于兩個因素：用戶的購買能力和天然氣的替代能力。用戶的購買能力與用戶的財務狀況和后續(xù)產(chǎn)品市場及價格有關(guān) ， 而天然氣的替代能力主要與競爭性 能源有關(guān)。 鑒于天然氣的不同應用可取得不同的經(jīng)濟效益，所以往往根據(jù)用戶的特性按城市燃氣、工業(yè)燃料、天然氣發(fā)電和化工等四類用戶分別進行測算。測算的基本方法是用天然氣替代能源的當前價格和替代成本，推算出天然氣用戶可承受氣價。 由于不同來源的能源熱值各不相同，為便于計算，在測算過程中，有關(guān)燃料熱值根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》附錄 “ 各種能源平均低位發(fā)熱量 ” 取值如下：天然氣的凈熱值 MJ/m燃料油凈熱值 、 LPG 凈熱值 ，煤氣的熱值以各城市調(diào)研數(shù)據(jù)為準，大致浮動范圍在 15 MJ/m3～ 17MJ/m3。 天然氣與其他替代能源的比價關(guān)系 當前， XX 市高新區(qū)可 利用的能源種類主要有：煤炭、液化石油氣、電力、柴油和汽油等。根據(jù) XX 市 各種能源的熱值計算與天然氣同熱值時的價格，見表 。 表 XX 市各種能源的比價關(guān)系表 序 號 能源種類 價格 熱值 效率 (%) 同等熱值價格 （元 /1000kJ） 與天然氣同熱值的價格 (元 /m3) 1 煤炭 700900 元 /t 17693kJ/kg 70 2 液化氣 7585 元 /15kg 46055 kJ/kg 85 3 工業(yè)用電 元 /kWh 3622kJ/kWh 95 4 居民用電 /kWh 3622kJ/kWh 95 5 柴油 元 /kg 43543 kJ/kg 35 6 汽油 元 /kg 43124 kJ /kg 30 用戶的天然氣價格承受能力分析 本 可研的目標市場僅為 XX 公司 工業(yè) 用氣，天然氣主要用于 工業(yè)燃料 。 天然氣用于工業(yè)燃料的可承受氣價主要與可替代能源的價格有關(guān) ， 另外， XX 公司 位于 XX 市區(qū)，XXXX區(qū) 天然氣利用項目可行性研究報告 第 18 頁 共 105 頁 因此 還與城市對環(huán)境的質(zhì)量要求有關(guān)。 本 可研 天然氣工業(yè)燃料 項目 （ XX 公司 工業(yè) 用氣） 主要替代能源為煤。根據(jù) 同等熱值價格 計算， 天然氣取代 標準煤 的可承受氣價在 ～ 元 /m3。但是考慮到 目標 市場的新能源開發(fā)項目（ XX 項目 ） 在使用天然氣后能顯著提高 產(chǎn)品質(zhì)量和市場 競爭力 ，其價格承受能力在一定基礎(chǔ)上還可以 提高， 因此 本可研 考慮其可承受價格在 元 /m3。 目標市場敏感性分析及市場策略 天然氣價格敏感分析 從天然氣可承受氣價分析中得知，天然氣替代煤炭的同熱值價格 元 /m3。但一 般認為，同熱值的天然氣比煤炭價格 略 高時，天然氣仍有 很強的 競爭力。 XX 生產(chǎn) 采用的是目前世界最先進的新硅烷工藝，該工藝是第三代新材料工藝，是硅材料行業(yè)重大技術(shù)進步，代表著未來多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。與傳統(tǒng)的三氯氫硅工藝相比具有主要原料國內(nèi)儲量豐富、工 藝耗電量少、單位產(chǎn)出高、對環(huán)境無污染等優(yōu)勢。該工藝直接以硅石為原料制備多晶硅，跳過了冶金硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大大降低了能耗。此技術(shù)是多晶硅行業(yè)重大的技術(shù)革命，中間產(chǎn)物循環(huán)使用，沒有廢水、廢氣、廢渣的排放，成本低，產(chǎn)量高。 其用氣價格承受能力很高， 其用氣 價格承受能力 在 元 /m3。 從以上的分析可知：天然氣價格在 ~ 元 /m3 時，用氣積極性很高 。 天然氣價格在 以上時， 將 改用其他能源。 對替代能源價格敏感性分析 XX 市 工業(yè)燃料主要是煤炭，根據(jù)目前 XX 市 7000kcal/kg 煤 （相當于標準煤） 均價700~900 元 /t 測算， 可承受氣價格為 元 /m3， 以天然氣取代煤炭具有 很強 的可行性 。特別是 在環(huán)?；蚬に嚿?有 特殊要求 的工業(yè)用戶和 使用天然氣后能提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力的 工業(yè)用戶 ，天然氣作為工業(yè)燃料具有 廣闊 的市場前景。 本可研的唯一用戶 —— XX 公司 ，其生產(chǎn)工藝在 立項建設 時 就是使用天然氣作為 燃料 。 根據(jù) XX 市物價局文件（保價字（ 2021）第 50 號）， XX 市區(qū)工業(yè)用氣價格為 元 /m3，此類項目在立項建設時就已經(jīng)充分比對了當?shù)啬茉?的 價格，選擇的是最優(yōu)的生產(chǎn)工藝。對于此類項目，市場前景 應 是最為廣闊的 ，市 場也是最穩(wěn)定的。 對國民經(jīng)濟發(fā)展速度敏感性分析 天然氣作為一次能源 具 有三大優(yōu)勢：高效、潔凈、方便。從總的經(jīng)濟效益來說，天XXXX區(qū) 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