煤層氣利用前景

王葉軍

摘要:煤層氣俗稱“瓦斯”,是煤礦的伴生氣體。準確地講,所謂煤層氣是一種附存于煤層的烴類氣體,主要成份為高純度甲烷(化學式CH4),具有易燃易爆的特征,其常溫下的低發熱值為34.3-37.1MJ/Nm2,其熱值與天然氣相當,是一種高效、潔凈的氣體,可用于發電燃料、工業燃料、車用燃料、化工原料和居民生活燃料的清潔能源。

關鍵詞:煤層氣;開發;天然氣

1 我國煤層氣開發現狀

我國煤層氣資源豐富,最新探明總儲量是36.7萬億立方米,比六年前增加了5萬億立方米,是僅次于俄羅斯、加拿大的世界第三大煤層氣儲藏國。資源條件決定了煤層氣在中國可以成為獨立的產業,成為天然氣工業的重要補充。

我國目前煤層氣開發水平較低。據權威統計,我國目前煤礦抽采瓦斯僅23億立方米,利用10億多立方米,開發程度遠不及美國、加拿大、澳大利亞等煤層氣產業已成功實行了商業化運作的國家。美國雖然80年代才真正大規模開發煤層氣,但目前開發利用已超500億立方米,已占到天然氣總量的1/10。

由于煤層氣探明儲量多,而且已經形成了較為成熟的勘探開發技術和地質理論,國家已把煤層氣開發利用列入“十一五”規劃。計劃到2010年,我國煤層氣開發利用將實現4個目標:全國煤層氣產量達100億立方米;利用量達80億立方米;新增煤層氣探明地質儲量3000億立方米;逐步建立煤層氣開發利用產業體系。溫家寶總理明確指出:“開發和利用煤層氣既可治理瓦斯,又可利用能源,一舉兩得,應該加大科研、勘探、開發的力度。”

我國煤層氣開發已開始跳躍式發展。2005年的鉆井數超過以前歷年的總和。到2005年底,全國投入煤層氣勘探資金已達24億元,鉆井607口,有四個區域開始規模利用。特別是《國務院辦公廳關于加強煤層氣(煤礦瓦斯)抽采利用的意見》和《全國煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用“十一五”規劃》的出臺,更為我國煤層氣產業的發展燒足了底火。我國將建設九條煤層氣輸氣管道,全長1390千米。這預示著我國煤層氣產業將要迅猛崛起。我國的煤層氣資源不僅在總量上占有一定的優勢,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。

2 市場需求大

煤層氣可以與天然氣同輸同用,為煤層氣產業發展提供了巨大空間。據預測,2010年我國天然氣需求量將超過1000億立方米,市場供應缺口較大。環渤海地區、東南沿海地區、長江三角洲地區、中部地區及東北地區的天然氣市場需求均超過120億立方米/年,是我國天然氣消費的重點地區。中部地區及長江三角洲地區,是未來煤層氣的主要消費市場。“十一五”期間,煤層氣的首選市場主要在山西、北京、天津、河南、河北等省市。在滿足中部地區煤層氣資源需求的前提下,富余的煤層氣還可并入西氣東輸管網,輸往長江三角洲地區。

井下煤礦瓦斯利用市場潛力也很大。我國煤礦大多分布在偏遠地區,廣泛采用煤礦瓦斯作為居民生活燃料、發電和工業鍋爐燃料,對保障礦區和周邊地區的能源供給,改善消費結構具有重要意義。

3 煤層氣的勘查

煤層氣勘查以山西、陜西、新疆、內蒙古等省(區)為重點,以山西沁南、三交,陜西韓城,新疆昌吉、大井,內蒙古二連盆地等煤層氣勘探項目為依托,到2010年,累計新增探明地質儲量3000億立方米。

4 地面煤層氣開發

“十一五”期間,煤層氣開發以現有探明儲量為基礎,以市場為導向,以技術進步為手段,加大投入,重點突破,實現跨越發展。2010年,全國建成煤層氣生產能力70億立方米,產量達到50億立方米。“十一五”期間,

地面煤層氣開發的重點是建設沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣兩大煤層氣產業化基地。

5 煤層氣開發利用的途徑

目前,天然氣輸送到終端用戶有三種方法:管網、壓縮天然氣(CNG),液化天然氣(LNG)。針對我國目前煤層氣偏、散、小的特點,使得煤層氣不能達到大規模開發應用,若建設長輸管網則投資巨大。含氧煤層氣本身無法處理為CNG汽車運輸,所以經過近些年的市場調研和經驗分析,對于中小型規模的煤層氣有效利用途徑就是將其液化、儲存、槽車運輸。另外,煤層氣液化還具有以下優點:煤層氣液化后便于進行經濟可靠的運輸;儲存效率高(與天然氣體積比為1:625),儲存壓力低,占地少、投資省;有利于城市負荷的調峰;LNG作為車用燃料與汽油相比,具有辛烷值高、抗爆性好、燃燒完全、排氣污染少、發動機壽命長、降低運輸成本等優點;即使與壓縮天然氣(CNG)汽車相比,也具有儲存效率高、加一次氣續行程遠,車裝鋼瓶壓力小、重量輕、數量小;建站不受供氣

管網的限制等優越之處; LNG具有低溫、輕質、易蒸發的特性,可減少被人竊取或變賣造成損失。

6 開發煤層氣的重要意義

開發利用煤層氣可以改善煤礦安全生產,提高經濟效益在煤炭開采過程產生的煤層氣俗稱“瓦斯”。煤礦瓦斯事故是煤礦安全生產的最大威脅之一。我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井數的46%,瓦斯事故頻繁,每年因瓦斯災害造成的死亡人數達2000人以上。僅根據最近15年的統計,因瓦斯事故而死亡的人數約占煤炭行業工傷事故死亡人數的30～40%,占重大事故的70～80%,直接經濟損失超過500億元。瓦斯事故造成的人員傷亡和巨大經濟損失,在社會上形成很大負面影響。采煤之前先采出煤層氣,有利于從根本上防止煤礦瓦斯事故,改善煤礦的安全生產條件,同時還能減少礦井建設費用(巷道建設和通風費用減少1/4左右),從而提高煤礦的生產效率和經濟效益,改善煤礦的社會形象。

開發利用煤層氣可以在一定程度上改善我國的能源結構,增加潔凈的氣體能源,氣體能源作為人類經濟社會發展的三大支柱之一,將在世界經濟可持續發展的戰略中具有舉足輕重的作用。隨著我國國民經濟的快速發展,對能源的需求也越來越大,特別隨著我國經濟的飛速發展,國內油、氣供需缺口急劇增大。開發和利用煤層氣可以現實、有效地彌補我國常規天然氣在地域分布和供給量上的不足。有些資深專家早就提出21世紀是煤層氣大發展的時代,煤層氣是我國常規天然氣最現實可靠的替代能源。

開發利用煤層氣可以有效減排溫室氣體,改善大氣環境煤層氣(甲烷)又是一種溫室氣體,其溫室效應是CO2的20～24倍。甲烷的溫室效應在全球氣候變暖中的份額為15%,僅次于CO2。我國是煤炭生產大國,只要采煤就會向大氣中排放煤層氣。1994年,據聯合國統計我國每年因采煤向大氣排放的甲烷氣體達190億m3,居世界第一,約占我國工業生產中甲烷排放量的三分之一,占世界采煤排放甲烷總量的三分之一,已引起國際社會的普遍關注。由于近年來煤炭產量劇增,這一問題更加突出。因此開發和利用煤層氣不僅可以避免因采煤造成的煤層氣這種不可再生資源的浪費,還在減少溫室氣體排放、改善大氣環境方面具有非常重要的意義。

開發利用煤層氣也將拉動相關產業的發展。任何一個新產業的形成與發展都與其他行業密切相關,開發利用煤層氣也將為拉動相關產業起到推動作用。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將帶動運輸、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務等相關產業的發展,增加就業機會,促進當地經濟的發展。

結語

煤層氣的開發和利用不僅可以緩解我國優質能源供需矛盾,一定程度上改善能源結構的需要,也可以從根本上保障煤礦安全生產和改善全球大氣環境。同時,煤層氣產業還將成為我國國民經濟新的增長點。開發利用煤層氣在我國具有特殊的緊迫性和重要性,因為我國是世界采煤大國,煤層氣如不及時開發利用,將伴隨著采煤過程繼續大量排入大氣,既浪費了寶貴資源又造成溫室效應。一言以蔽之,開發利用煤層氣有百利而無一害,功在當代,利在千秋。