為了確保煤礦的安全生產(chǎn),需要安裝大功率風(fēng)機(jī),將煤礦巷道內(nèi)的瓦斯排出。礦井內(nèi)的安全保住了,可是,排放到空氣中的煤礦瓦斯又對(duì)外面的環(huán)境造成了危害——瓦斯的主要成分甲烷,是一種具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的氣體,其溫室效應(yīng)為二氧化碳的22倍。據(jù)測(cè)算,所有人類活動(dòng)造成的溫室效應(yīng)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(dāng)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?yàn)樗臒嶂岛芨,純甲烷氣體每立方米可發(fā)電3~3.5千瓦時(shí)。
煤層氣利用范圍廣泛。當(dāng)前,我國煤層氣利用的主要途徑為:發(fā)電、民用、工業(yè)燃料、化工、汽車燃料。
煤層氣的開發(fā)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(yīng);有效減排溫室氣體,產(chǎn)生良好的環(huán)保效應(yīng);作為一種高效、潔凈能源,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益,在一定程度上改善我國的能源結(jié)構(gòu)。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國油氣供應(yīng)缺口急劇增大。據(jù)發(fā)展改革委能源所預(yù)測(cè),2010年我國油氣缺口將分別達(dá)到1.3億噸和300億立方米;2020年這兩個(gè)數(shù)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(chǔ)量國,占世界排名前12位國家資源總量的13%。根據(jù)最新一輪資源評(píng)估結(jié)果,我國埋深2000米以淺的煤層氣資源量達(dá)31.46萬億立方米,相當(dāng)于450億噸標(biāo)煤、350億噸標(biāo)油,與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)。
我國的煤層氣資源不僅在總量上占有一定優(yōu)勢(shì),而且在區(qū)域分布、埋藏深度等方面也有利于規(guī)劃開發(fā)。煤層氣資源在我國境內(nèi)分布廣泛,基本可以劃分為中部、西部和東部三大資源區(qū)。其中中部地區(qū)約占資源量的64%。西部地區(qū)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(fā)提供了資源條件。
據(jù)統(tǒng)計(jì),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(fā)的約占總資源量的60%。
中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長范維唐認(rèn)為,煤層氣熱值高,可用于發(fā)電、生活用熱等多種用途,經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。煤層氣是我國常規(guī)天然氣最現(xiàn)實(shí)可靠的替代能源,對(duì)于石油資源短缺的中國而言,充分開發(fā)利用煤層氣至關(guān)重要。
煤層氣產(chǎn)業(yè)化有六難
據(jù)北京愛睿陽咨詢有限公司郭軍博士介紹,目前,國際上對(duì)煤礦通風(fēng)瓦斯氣體中甲烷(VAM)的處理利用技術(shù)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(fā)動(dòng)機(jī)燃料,如澳大利亞的West VAMP項(xiàng)目。
VAM首例應(yīng)用于1994年出現(xiàn)在英國,該項(xiàng)目通風(fēng)瓦斯流速為8000立方米/小時(shí),甲烷濃度為0.3%~0.6%,通過設(shè)備調(diào)節(jié),將甲烷濃度維持在0.1%的低濃度上。第二例應(yīng)用于2002年出現(xiàn)在澳大利亞,通風(fēng)瓦斯流速為6000立方米/小時(shí),VAM作為主要燃料進(jìn)行發(fā)電,90%回收利用產(chǎn)生熱水。VAM作為主要燃料建設(shè)大型電廠于2005年出現(xiàn)在澳大利亞,通風(fēng)瓦斯流速為250000立方米/小時(shí),發(fā)電功率為6000千瓦。
目前,利用VAM為主要燃料進(jìn)行發(fā)電的更大型電廠正在計(jì)劃之中,設(shè)計(jì)發(fā)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(shù)有三種:新型燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī);微型燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī);液化煤氣混合渦輪發(fā)電機(jī)。
我國煤氣層開發(fā)的障礙
雖然我國煤層氣開發(fā)已經(jīng)顯示出良好的勢(shì)頭,但要實(shí)現(xiàn)規(guī);a(chǎn)業(yè)化,目前還存在政策、技術(shù)、資金等方面的多重障礙。
首先,煤礦管理者無法對(duì)瓦斯抽排量數(shù)據(jù)作假,影響了回收利用。
據(jù)勝利油田動(dòng)力機(jī)械廠發(fā)電部主任范長峰介紹,根據(jù)現(xiàn)行的煤礦安全考核體系,煤礦如果直接將瓦斯排空,則根據(jù)所用風(fēng)機(jī)功率進(jìn)行計(jì)算,無法具體監(jiān)督,可以摻雜水分,不必?fù)?dān)心能否完成抽排指標(biāo);如果對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行回收利用,則可以通過設(shè)備上的計(jì)量表準(zhǔn)確算出瓦斯抽排量。因此,健全現(xiàn)行的安全考核體系,使煤礦管理者無法投機(jī)取巧就成為關(guān)鍵。
其次,煤層氣開發(fā)中的技術(shù)難題。
據(jù)郭軍博士介紹,煤礦通風(fēng)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(fēng)瓦斯的排放達(dá)到140億立方米。據(jù)專家預(yù)測(cè),到2020年,排放量將達(dá)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(zhuǎn)換技術(shù)困難。
第三,難以發(fā)電上網(wǎng)。
利用煤礦瓦斯發(fā)電,是我國許多高瓦斯礦井瓦斯開發(fā)利用的首選出路,目前全國的總裝機(jī)容量為9萬千瓦,預(yù)計(jì)裝機(jī)容量可達(dá)25萬千瓦。雖然國家相關(guān)政策中明確了瓦斯發(fā)電上網(wǎng)的各種規(guī)定,但由于部門利益、行業(yè)保護(hù),瓦斯發(fā)電上網(wǎng)存在重重障礙。有的地方雖允許上網(wǎng),卻故意壓低上網(wǎng)電價(jià),有的地方干脆不許上網(wǎng)。
第四,缺乏資金投入。
目前,一個(gè)年產(chǎn)400萬噸的煤礦建設(shè)一套井下瓦斯抽放系統(tǒng)需要2000萬元左右,建設(shè)瓦斯發(fā)電項(xiàng)目,前期投入和運(yùn)營管理費(fèi)用都比較高。由于煤炭價(jià)格與價(jià)值長期背離,煤礦效益低下,長期處于虧損補(bǔ)貼和困難階段,自身缺乏必需的資金積累,單憑企業(yè)很難進(jìn)行瓦斯治理和利用投資,這是限制瓦斯大規(guī)模開發(fā)利用的主要原因之一。
第五,科研工作薄弱。
目前,國內(nèi)專門從事煤層氣開發(fā)利用研究的單位很少,科研力量薄弱,從人才、基礎(chǔ)設(shè)施到資金支持嚴(yán)重缺位,瓦斯防治、利用等方面的研究進(jìn)展緩慢。目前,勝利油田動(dòng)力機(jī)械廠已經(jīng)建立了瓦斯氣體燃燒實(shí)驗(yàn)基地,該實(shí)驗(yàn)基地的技術(shù)及規(guī)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(fā)利用缺乏必要協(xié)調(diào),條塊分割嚴(yán)重。煤炭探礦權(quán)管理歸各省區(qū),煤層氣探礦權(quán)的管理權(quán)則在國土資源部,在具體開發(fā)中出現(xiàn)礦權(quán)重疊問題,致使相關(guān)部門、企業(yè)之間產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)利益和管理權(quán)限方面的分歧,各自為政,自行發(fā)展,產(chǎn)業(yè)開發(fā)難成氣候,地方與企業(yè)參與煤層氣開發(fā)利用的動(dòng)力不足,這些問題嚴(yán)重阻礙了煤層氣的抽放與利用,應(yīng)及早研究解決。
經(jīng)濟(jì)杠桿推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)程
盡管煤層氣的開發(fā)利用還面臨諸多難題,但是,在當(dāng)前能源緊張的前提下,任何人都不會(huì)對(duì)這一儲(chǔ)量巨大的能源無動(dòng)于衷。
據(jù)勝利油田動(dòng)力機(jī)械廠發(fā)電部主任范長峰介紹,該廠的業(yè)務(wù)在近兩年日漸紅火,國內(nèi)許多大型煤礦紛紛從該廠購買設(shè)備,上馬煤層氣開發(fā)利用項(xiàng)目。山西晉城煤礦在上馬40多臺(tái)設(shè)備后,正準(zhǔn)備再購買30臺(tái);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(gè)煤礦為例,該礦使用勝利油田動(dòng)力機(jī)械廠的設(shè)備發(fā)電,其發(fā)電量可滿足自身70%的用電量,節(jié)省了大量電費(fèi),經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。此外,這種熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備不僅可以用煤層氣發(fā)電,還可以供熱,整體利用效率可達(dá)到75%~80%。為了使客戶順利上馬煤層氣回收利用設(shè)備,勝利油田動(dòng)力機(jī)械廠還推出了一條龍服務(wù),其中包括了運(yùn)營管理,客戶不必自己派人從頭學(xué)起。
至于項(xiàng)目資金,企業(yè)只要具備項(xiàng)目資質(zhì),根據(jù)2005年2月生效的《京都議定書》,這些甲烷可以通過市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)行減排,即CDM機(jī)制,將煤礦瓦斯拿到國際市場(chǎng)出售,利用國際資金進(jìn)行回收利用,按照每噸7美元的價(jià)格計(jì)算,其減排收益甚至大于瓦斯本身的發(fā)電收益。我國的CDM推廣辦公室于2005年7月29日成立,對(duì)于煤礦通風(fēng)瓦斯的開發(fā)利用,CDM機(jī)制具有推動(dòng)作用。
據(jù)北京愛睿陽咨詢有限公司董事長、美國斯坦福大學(xué)博士施政介紹,截至2005年底,中國的溫室氣體減排開發(fā)項(xiàng)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(jù)世界溫室氣體交易量的70%。
煤層氣開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)效益已初步顯現(xiàn)。據(jù)中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司總經(jīng)理孫茂遠(yuǎn)介紹,按每立方米協(xié)議氣價(jià)1.1元測(cè)算,項(xiàng)目內(nèi)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(shí)施“五免三減半”,即20年免繳增值稅,所得稅5年免征、5年減半的政策,工程成本可降低0.3元/立方米,利潤率則能提高到50%,成本回收期相應(yīng)縮短至3~4年。晉煤集團(tuán)潘莊礦區(qū)地面煤層氣預(yù)抽井日產(chǎn)氣量目前超過4萬立方米,若按每立方米壓縮煤層氣的銷售價(jià)格為2元計(jì)算,現(xiàn)有井組的煤層氣日銷售收入為8萬元,年銷售收入接近3000萬元。
國家煤科院重慶分院瓦斯研究所所長文光才認(rèn)為,煤層氣產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,建設(shè)一個(gè)煤層氣生產(chǎn)基地,除了帶動(dòng)運(yùn)輸、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展外,還能推動(dòng)本行業(yè)的相關(guān)技術(shù)、科研等產(chǎn)業(yè),促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展,如鉆機(jī)、煤層氣抽取及輸送設(shè)備、輸送管道、監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備、煤層氣發(fā)電設(shè)備、利用煤層氣生產(chǎn)化工原料設(shè)備等產(chǎn)業(yè)。我國煤層氣產(chǎn)業(yè)一旦形成和發(fā)展起來,將給相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展機(jī)會(huì)。
來自:《中國投資》
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