瓦斯發電現狀及其前景分析

段文文+鄒杰

摘要：將排空的瓦斯進行發電利用有助于加強煤礦瓦斯綜合治理，減少環境污染，增加經濟、社會及環境效益。目前，對于高濃度瓦斯的利用已經形成產業鏈，但是大量低濃度以及超低濃度的瓦斯仍然沒有被很好利用。結合技術、政策、經濟等因素對瓦斯發電發展前景進行分析，并提出合理性建議

關鍵詞：瓦斯發電；發展前景分析

前言

在煤炭的開采過程中，瓦斯常常以伴生氣的形式存在于煤層中。當瓦斯濃度處在其爆炸極限范圍內時遇明火有爆炸的危險，嚴重威脅著煤礦的安全生產。瓦斯中甲烷氣體的溫室效應是CO2的21倍，瓦斯排放到大氣中，會破壞地球大氣的臭氧層。抽排瓦斯的大量排空，一方面，浪費大量潔凈能源，污染大氣環境；另一方面，隨著國家與政府對環保的強制要求，瓦斯的自主排空將面臨著更嚴格的監管。我國瓦斯資源儲量豐富。煤礦在采煤的同時產生大量瓦斯，除去已被利用的部分，每年仍有約30億立方米的瓦斯被排空浪費；煤礦在開采前需裂解煤層，將煤層中的瓦斯氣體通過地面鉆井抽采出去，這部分瓦斯每年約有50億立方米。綜上，每年約有80 億立方米的瓦斯可被利用，約折合標煤1000萬噸。能源是經濟發展的動力，隨著瓦斯這種新的潔凈能源漸漸被人們認識并接受，它將會成為石油、天然氣資源的有益補充，若能將這部分排空瓦斯進行利用，將會給我國的新能源戰略帶來深遠的意

1瓦斯特性與主要利用途徑

1.1瓦斯特性

瓦斯屬于非常規天然氣體，在煤礦煤層中儲集著大量瓦斯，具有無色、無味、易燃、易爆等特性，容易在采煤過程中散發出來。CH4是瓦斯的主要成分，當空氣中CH4濃度達到5%～15%時，一旦遇到明火時，極易發生爆炸事故。同時，瓦斯作為一種清潔能源，有著較高的利用價值。中國有著豐富的煤層氣資源，每年采煤過程中所排放的瓦斯量高達1.3×1010 m3以上，相當于1.63×107 t的標準煤。在相當長的時期內，由于受到技術條件的制約，瓦斯一直沒有得到充分利用。除了少量用于供暖之外，再無其它利用途徑。大部分瓦斯被排入大氣中，不僅造成了資源浪費，更對大氣產生了污染。

1.2 瓦斯利用的主要途徑

就目前情況來看，民用、工業燃料、化工與發電等領域，是瓦斯利用的主要途徑。煤礦所處位置往往較為偏遠，因而應用于民用項目的投資成本較高，且收回投資比較困難。由于民用消耗瓦斯氣量少，前期要敷設大量中低壓管網和入戶管網，只有當用戶規模達到10×104戶以上時，才可能考慮進行投資。燃氣鍋爐也是瓦斯的一個利用途徑，將瓦斯作為鍋爐燃料，盡管消耗量較大，但由于其熱效率偏低，且受到季節的限制較大。加上采暖的收費標準降低，導致投資回收的周期過長，經濟效益不佳。瓦斯在化工生產領域的利用，不佳經濟效益較差，且技術方面也存在著諸多問題和不足，因而不能作為瓦斯利用的主要途徑。瓦斯發電的利用效果最佳，借助于目前成熟的內燃機技術，通過改造其進氣系統和燃料供給系統，能實現較為可靠的技術保障。內燃機機組還具有投資少、見效快、安裝靈活等特點，能滿足不同煤礦的實際情況需求。而熱一電聯產技術的應用，還能進一步提高能源的利用效率，有著極佳的經濟效益與環保效益。因此，瓦斯發電是最為理想的利用途徑，逐步成為煤礦瓦斯利用的一種主要方式。

2.前景分析

2.1 瓦斯發電的優勢

相比于燃煤發電與其它形式的發電，瓦斯發電有著極為獨特的優勢。不僅投資少、回收快、發電成本低，且環境污染小，經濟效益與環境效益較為明顯。在技術方面也較為成熟，設備可靠性高，對于煤礦安全生產有著十分重要的意義和作用。瓦斯發電站還具有規模小、結構簡單等有點，便于進行安裝和搬遷。瓦斯發電的耗氣量大且穩定，尤其體現在熱電聯產等方面，容易爭取CDM （清潔發展機制） 項目的減排資金支持。

2.2 制約因素分析

盡管瓦斯發電的技術比較成熟，優勢也較為明顯，但依然存在著一些制約因素。瓦斯發電機組往往只適用于濃度在30%以上的瓦斯，而對濃度降低的瓦斯卻毫無作用。抽采技術不夠成熟，抽采設備也不夠完善，對瓦斯發電形成了制約。低濃度瓦斯發電只是取得了試驗性成功，但尚未能投入應用。單位千瓦的投資金額較大，且嚴重依賴于進口的瓦斯發電機組，國產發電設備的運轉可靠性較差。

2.3政策支持

當前，在發電上網等方面，依然存在著諸多障礙。一些地方對上網嚴格限制，一些地方可壓低上網電價，對瓦斯發電的積極性與支持力度嚴重不足。為此，國家發改委專門出臺了政策，明確提出要力爭瓦斯利用的最大化，尤其是市場份額較大的低濃瓦斯。通過扶持煤層氣產業的發展，促進煤層氣商業化的盡快實施。在一些重點礦區，加速實施采煤采氣一體化。在條件允許的情況下，鼓勵低濃度煤層氣發電，并盡快落實相關的優惠政策

3.建議及展望

3.1加強煤礦瓦斯抽采

利用科技保障發展瓦斯抽采利用，必須以科技創新和技術進步為出發點。要進一步加大以煤礦瓦斯抽采利用為重點的安全技改力度，地方和企業也要在配套資金上加大支持。要大力推進瓦斯開發利用國家科技重大專項的實施，加強瓦斯抽采利用重大問題的科技攻關，加大煤礦瓦斯抽采和開發利用關鍵技術、重點裝備研發和推廣應用力度。

3.2國家要認真編制和落實煤礦瓦斯抽采利用規劃

為促進煤礦瓦斯抽采利用進一步發展，必須堅持科學規劃，有序開發，防止亂采亂抽、浪費資源。要抓緊煤礦瓦斯抽采利用規劃編制工作，明確目標、任務、標準、重點項目、資金投入、保障措施，推進煤礦瓦斯抽采利用有序有效進行。

3.3進一步完善落實瓦斯抽采

利用優惠政策目前，影響煤礦瓦斯抽采利用進一步推行的重要原因之一，是國家鼓勵支持抽采利用的政策沒有得到很好落實，有些政策還需要進一步完善。促進煤礦瓦斯抽采利用，關鍵是要落實政策、完善政策。并且要確保國家對于瓦斯抽采利用的優惠及補貼到位，不打折扣，提高瓦斯抽采企業的積極性。國家電網要積極為瓦斯發電企業創造條件，保證瓦斯發電優先上網。

4.小結

瓦斯發電技術為解決能源與環境的問題提供了全新思路。瓦斯發電技術在“十一五”、“十二五”期間得到了快速發展，為解決能源與環境的問題提供了全新思路。隨著能源與環境問題的日益突出，國家對環保的要求日趨嚴格，大力發展瓦斯發電是未來瓦斯利用的主要方向之一，發展前景十分廣闊。

參考文獻：

[1]李強.礦井乏風瓦斯氧化發電技術研究進展礦業[J].安全與環保，2012（4）：122-124.

[2]林雪峰，劉勝，李伯均，等.低濃度瓦斯發電安全保障措施解析[J].中州煤炭，2012（6）：119-120.

[3]李建廣，應中寶，武逢平.國產瓦斯發電機組單位瓦斯發電情況及影響因素分析[J].中國煤層氣，2011（4）：39-41.

[4]石曄.低濃度瓦斯發電工藝的探討[J].淮南職業技術學院學報，2011（3）：133-135.