煤層氣是禍源更是能源

　　煤層氣既是禍源也是能源。根據《京都議定書》，可以將煤礦瓦斯拿到國際市場出售，利用國際資金進行回收利用，按照每噸7美元的價格計算，其減排收益甚至大于瓦斯本身的發電收益……

　　○ 李曉明

　　煤炭作為一種礦物，經常與其它礦藏共生，煤層氣便是其中之一。在煤礦開采過程中，煤層氣也隨之釋放，形成煤礦瓦斯。在我國國有重點煤礦中，高瓦斯礦井152處，煤與瓦斯突出礦井154處，兩者約占礦井總數49.8%、煤炭總產量的42%。煤礦的高瓦斯含量導致我國煤礦安全生產困難重重。有關部門統計，我國每生產100萬噸原煤，就要付出3.1個人的死亡代價。

　　為了確保煤礦的安全生產，需要安裝大功率風機，將煤礦巷道內的瓦斯排出。礦井內的安全保住了，可是，排放到空氣中的煤礦瓦斯又對外面的環境造成了危害——瓦斯的主要成分甲烷，是一種具有強烈溫室效應的氣體，其溫室效應為二氧化碳的22倍。據測算，所有人類活動造成的溫室效應中，20%是由甲烷引起的，而我國煤礦排放的甲烷占全球的35%以上，相當于荷蘭全國所有溫室氣體的總排放量。

　　由此可見，煤礦瓦斯堪稱禍源。煤礦瓦斯之所以危害巨大，是因為它的熱值很高，純甲烷氣體每立方米可發電3～3.5千瓦時。

　　煤層氣利用范圍廣泛。當前，我國煤層氣利用的主要途徑為：發電、民用、工業燃料、

　　煤層氣的開發利用具有一舉多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效應；有效減排溫室氣體，產生良好的環保效應；作為一種高效、潔凈

　　隨著國民經濟的快速發展，我國油氣供應缺口急劇增大。據發展改革委能源所預測，2010年我國油氣缺口將分別達到1.3億噸和300億立方米；2020年這兩個數字將分別上升到2.2億噸和1000億立方米。

　　我國煤層氣資源十分豐富，是世界上繼俄羅斯、加拿大之后的第三大煤層氣儲量國，占世界排名前12位國家資源總量的13%。根據最新一輪資源評估結果，我國埋深2000米以淺的煤層氣資源量達31.46萬億立方米，相當于450億噸標煤、350億噸標油，與陸上常規天然氣資源量相當。

　　我國的煤層氣資源不僅在總量上占有一定優勢，而且在區域分布、埋藏深度等方面也有利于規劃開發。煤層氣資源在我國境內分布廣泛，基本可以劃分為中部、西部和東部三大資源區。其中中部地區約占資源量的64%。西部地區的沁水盆地和鄂爾多斯盆地資源量最大，超過10萬億立方米，為集中開發提供了資源條件。

　　據統計，我國煤層氣埋藏于300～1000米之間的資源量約占總量的29.05%，1000～1500米之間的煤層氣占總量的31.6%，1500～2000米之間的煤層氣占總量的39.35%，適于開發的約占總資源量的60%。

　　中國煤炭工業協會會長范維唐認為，煤層氣熱值高，可用于發電、生活用熱等多種用途，經濟效益非常可觀。煤層氣是我國常規天然氣最現實可靠的替代能源，對于石油資源短缺的中國而言，充分開發利用煤層氣至關重要。

　　煤層氣產業化有六難

　　據北京愛睿陽咨詢有限公司郭軍博士介紹，目前，國際上對煤礦通風瓦斯氣體中甲烷(VAM)的處理利用技術有兩種：一是將VAM作為輔助燃料；二是將VAM作為主要燃料，如氧化裝置中的燃料或氣體渦輪發動機燃料，如澳大利亞的West VAMP項目。

　　VAM首例應用于1994年出現在英國，該項目通風瓦斯流速為8000立方米/小時，甲烷濃度為0.3%～0.6%，通過設備調節，將甲烷濃度維持在0.1%的低濃度上。第二例應用于2002年出現在澳大利亞，通風瓦斯流速為6000立方米/小時，VAM作為主要燃料進行發電，90%回收利用產生熱水。VAM作為主要燃料建設大型電廠于2005年出現在澳大利亞，通風瓦斯流速為250000立方米/小時，發電功率為6000千瓦。

　　目前，利用VAM為主要燃料進行發電的更大型電廠正在計劃之中，設計發電功率為2～2.5萬千瓦，每年可減少溫室氣體排放100萬噸。

　　國際上最新的VAM氧化獲取能量技術有三種：新型燃氣渦輪發電機；微型燃氣渦輪發電機；液化煤氣混合渦輪發電機。

　　我國煤氣層開發的障礙

　　雖然我國煤層氣開發已經顯示出良好的勢頭，但要實現規�；�、產業化，目前還存在政策、技術、資金等方面的多重障礙。

　　首先，煤礦管理者無法對瓦斯抽排量數據作假，影響了回收利用。

　　據勝利油田動力機械廠發電部主任范長峰介紹，根據現行的煤礦安全考核體系，煤礦如果直接將瓦斯排空，則根據所用風機功率進行計算，無法具體監督，可以摻雜水分，不必擔心能否完成抽排指標；如果對煤礦瓦斯進行回收利用，則可以通過設備上的計量表準確算出瓦斯抽排量。因此，健全現行的安全考核體系，使煤礦管理者無法投機取巧就成為關鍵。

　　其次，煤層氣開發中的技術難題。

　　據郭軍博士介紹，煤礦通風瓦斯氣體中的甲烷(VAM)是煤礦瓦斯甲烷氣(CMM)的最大來源，2004年中國煤礦通風瓦斯的排放達到140億立方米。據專家預測，到2020年，排放量將達到170億立方米以上。目前，煤礦瓦斯甲烷氣的獲取和利用存在一定困難：首先，氣流量很大，一般在47～470立方米/秒；其次，濃度低，一般在0.3%～0.5%；第三，能量轉換技術困難。

　　第三，難以發電上網。

　　利用煤礦瓦斯發電，是我國許多高瓦斯礦井瓦斯開發利用的首選出路，目前全國的總裝機容量為9萬千瓦，預計裝機容量可達25萬千瓦。雖然國家相關政策中明確了瓦斯發電上網的各種規定，但由于部門利益、行業保護，瓦斯發電上網存在重重障礙。有的地方雖允許上網，卻故意壓低上網電價，有的地方干脆不許上網。

　　第四，缺乏資金投入。

　　目前，一個年產400萬噸的煤礦建設一套井下瓦斯抽放系統需要2000萬元左右，建設瓦斯發電項目，前期投入和運營管理費用都比較高。由于煤炭價格與價值長期背離，煤礦效益低下，長期處于虧損補貼和困難階段，自身缺乏必需的資金積累，單憑企業很難進行瓦斯治理和利用投資，這是限制瓦斯大規模開發利用的主要原因之一。

　　第五，科研工作薄弱。

　　目前，國內專門從事煤層氣開發利用研究的單位很少，科研力量薄弱，從人才、基礎設施到資金支持嚴重缺位，瓦斯防治、利用等方面的研究進展緩慢。目前，勝利油田動力機械廠已經建立了瓦斯氣體燃燒實驗基地，該實驗基地的技術及規模為世界第二、亞洲第一。

　　第六，管理體制不順。

　　煤礦瓦斯的開發利用缺乏必要協調，條塊分割嚴重。煤炭探礦權管理歸各省區，煤層氣探礦權的管理權則在國土資源部，在具體開發中出現礦權重疊問題，致使相關部門、企業之間產生了經濟利益和管理權限方面的分歧，各自為政,自行發展，產業開發難成氣候，地方與企業參與煤層氣開發利用的動力不足，這些問題嚴重阻礙了煤層氣的抽放與利用，應及早研究解決。

　　經濟杠桿推動產業進程

　　盡管煤層氣的開發利用還面臨諸多難題，但是，在當前能源緊張的前提下，任何人都不會對這一儲量巨大的能源無動于衷。

　　據勝利油田動力機械廠發電部主任范長峰介紹，該廠的業務在近兩年日漸紅火，國內許多大型煤礦紛紛從該廠購買設備，上馬煤層氣開發利用項目。山西晉城煤礦在上馬40多臺設備后，正準備再購買30臺；還有山西陽泉，安徽的淮南、淮北，新疆，貴州水城、六盤水，重慶,遼寧雞西，河南鶴壁、平頂山，河北張家口……以貴州的一個煤礦為例，該礦使用勝利油田動力機械廠的設備發電，其發電量可滿足自身70%的用電量，節省了大量電費，經濟效益十分可觀。此外，這種熱電聯產設備不僅可以用煤層氣發電，還可以供熱，整體利用效率可達到75%～80%。為了使客戶順利上馬煤層氣回收利用設備，勝利油田動力機械廠還推出了一條龍服務，其中包括了運營管理，客戶不必自己派人從頭學起。

　　至于項目資金，企業只要具備項目資質，根據2005年2月生效的《京都議定書》，這些甲烷可以通過市場機制進行減排，即CDM機制，將煤礦瓦斯拿到國際市場出售，利用國際資金進行回收利用，按照每噸7美元的價格計算，其減排收益甚至大于瓦斯本身的發電收益。我國的CDM推廣辦公室于2005年7月29日成立，對于煤礦通風瓦斯的開發利用，CDM機制具有推動作用。

　　據北京愛睿陽咨詢有限公司董事長、美國斯坦福大學博士施政介紹，截至2005年底，中國的溫室氣體減排開發項目已超過巴西，位居世界第二，而交易量則位居世界第一，未來可能占據世界溫室氣體交易量的70%。

　　煤層氣開發利用經濟效益已初步顯現。據中聯煤層氣有限責任公司總經理孫茂遠介紹，按每立方米協議氣價1.1元測算，項目內部收益率為12.1%，全部成本7.9年后可回收，每立方米氣可獲利0.3～0.4元。如果政府實施“五免三減半”，即20年免繳

　　國家煤科院重慶分院瓦斯研究所所長文光才認為，煤層氣產業是一項龐大的系統工程，建設一個煤層氣生產基地，除了帶動運輸、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務等相關產業的發展外，還能推動本行業的相關技術、科研等產業，促進整個產業的良性發展，如鉆機、煤層氣抽取及輸送設備、輸送管道、監測監控設備、煤層氣發電設備、利用煤層氣生產化工原料設備等產業。我國煤層氣產業一旦形成和發展起來，將給相關產業帶來發展機會。