煤制天然氣（Coal to Synthetic Natural Gas，簡稱SNG）是通過煤氣化技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化為合成氣（主要成分為一氧化碳和氫氣），再經(jīng)過甲烷化反應將合成氣轉(zhuǎn)化為以甲烷為主要成分的合成天然氣的過程。這一技術(shù)通過化學方法將煤炭中的碳轉(zhuǎn)化為可燃氣體，旨在利用我國豐富的煤炭資源彌補傳統(tǒng)天然氣供應壓力，尤其適用于煤炭資源豐富但天然氣短缺的地區(qū)。

　　（一）工藝流程圖

　　煤氣化轉(zhuǎn)化技術(shù)，分為兩類：兩步法甲烷化工藝和一步法甲烷化工藝。兩步法甲烷化工藝，是指先將原料煤加壓氣化，通常得到的合成氣H2/CO比值達不到甲烷化要求，需經(jīng)過氣體轉(zhuǎn)換單元提高H2/CO比值，再進行甲烷化反應，從而獲得符合要求的天然氣。一步法甲烷化工藝，是指將氣體轉(zhuǎn)換單位和甲烷化單元合并為一個部分同時進行，使煤在氣化后直接進行與甲烷化相關(guān)的反應，中間環(huán)節(jié)減少，生產(chǎn)效率提升。

　　直接合成天然氣技術(shù)，也分為兩類：催化氣化工藝和加氫氣化工藝。催化氣化工藝是直接合成天然氣（SNG）技術(shù)中的一種關(guān)鍵方法，其核心是通過引入催化劑（如堿金屬鹽、鎳基或鉀基催化劑）吸附在煤表面，降低反應活化能，促進碳與氣化劑（二氧化碳、氫氣、水）的反應活性。加氫氣化工藝是直接合成天然氣（SNG）技術(shù)中的一種創(chuàng)新方法，其核心是通過引入氫氣作為氣化劑和反應介質(zhì)，在中溫（800-1000攝氏度）、高壓（5-10MPa）和富氫條件下，煤粉與氫氣反應直接生成甲烷、輕質(zhì)芳烴油品以及潔凈半焦的過程。與傳統(tǒng)煤氣化-甲烷化分步工藝相比，加氫氣化通過一步法實現(xiàn)碳的高效定向轉(zhuǎn)化，具有流程短、能耗低、碳排放少等潛在優(yōu)勢。

　　（二）反應原理

　　甲烷化反應涉及的主要反應如下：

　　（三）煤氣化技術(shù)

　　煤氣化是煤制氣的核心環(huán)節(jié)，按氣化爐內(nèi)煤料與氣化劑的接觸方式來區(qū)分，目前成熟的煤氣化技術(shù)主要為：固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)、氣流床氣化技術(shù)，這三種均為地面氣化。其中，固定床氣化技術(shù)中的固定床加壓氣化技術(shù)目前應用最為廣范，代表工藝為魯奇固定床加壓氣化技術(shù)（Lurgi）以及固定床液態(tài)排渣加壓氣化技術(shù)（BGL）。

　　二、煤制天然氣行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成

　　從產(chǎn)業(yè)鏈視角分析，煤制天然氣產(chǎn)業(yè)可分為上游資源支撐（含煤炭開采與洗選、設備及工程服務等）、中游轉(zhuǎn)化制造（煤制天然氣生產(chǎn)）和下游市場消費（含城市燃氣、發(fā)電、工業(yè)燃料等）三大環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互協(xié)同形成完整的能源轉(zhuǎn)化與利用鏈條。

　　三、煤制天然氣行業(yè)政策一覽

　　我國對煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的政策態(tài)度總體表現(xiàn)為“審慎支持、規(guī)范發(fā)展”，即在保障能源安全和推動清潔低碳轉(zhuǎn)型的背景下，通過政策引導產(chǎn)業(yè)科學有序發(fā)展，同時強化環(huán)保約束和技術(shù)創(chuàng)新要求。近2年此領(lǐng)域具體政策羅列如下：

　　表1 近2年中國煤制天然氣行業(yè)主要產(chǎn)業(yè)政策

　　資料來源：公開資料，新湖期貨研究所

　　四、總結(jié)與展望

　　我國自“十一五”開啟煤制天然氣示范項目建設，長時間以來環(huán)保、區(qū)域消納限制、市場競爭力偏弱及經(jīng)濟性不強是制約煤制天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問題。盡管如此，截至2025年5月，我國目前已投產(chǎn)的煤制天然氣項目共有4個，其中新疆地區(qū)2個，總年產(chǎn)能合計33.75億方；內(nèi)蒙古地區(qū)2個，總年產(chǎn)能合計40.8億方。這些已建成運行的項目為推動我國煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的科學健康發(fā)展奠定了基礎。

　　如上圖所示，當前，我國煤制天然氣產(chǎn)業(yè)項目整體仍處于技術(shù)驗證與工藝優(yōu)化階段。展望未來，在“雙碳”目標的推動下，氣化技術(shù)、催化劑性能等核心環(huán)節(jié)日趨成熟，各項目產(chǎn)能將有序提升，其成本效益優(yōu)勢有望逐步顯現(xiàn)。未來政策將進一步平衡能源安全與綠色轉(zhuǎn)型需求，通過技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模化發(fā)展，依托“全國一張網(wǎng)”管道建設和國際市場拓展提升產(chǎn)業(yè)韌性，有效發(fā)揮其戰(zhàn)略儲備和季節(jié)調(diào)峰作用。