碳中和目標下煤礦甲烷減排趨勢模型及關鍵技術

劉文革，徐 鑫，韓甲業，王 勃，李 志，嚴 媛

(應急管理部信息研究院(煤炭信息研究院)，北京 100029)

應對全球氣候變化目前已經成為國際社會廣泛共識，根據《巴黎協定》提出的到21世紀末全球平均氣溫較工業化前水平上升幅度不超過2 ℃并努力控制在1.5 ℃目標，全球需要在2065—2070年實現碳中和。習近平主席在第75屆聯合國大會一般性辯論上提出中國將提高國家自主貢獻力度，CO排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和目標，體現了中國對全人類共同利益的大國責任擔當，將可能使全球實現碳中和的時間提前5～10 a。但相比于歐美發達國家50～70 a的過渡期，中國從碳達峰到碳中和只有30 a，2030年后中國的年減排率平均達8%～10%，遠超發達國家減排的速度和力度。因此我國若要實現碳中和目標，在強化CO排放控制的同時，加強對甲烷等非CO溫室氣體的排放控制顯得尤為必要。目前加大甲烷排放的控制力度已經被納入到我國最新發布的“十四五”規劃和2035遠景目標綱要中。2021年11月，中國和美國在聯合國氣候變化格拉斯哥大會期間發布的《中美關于在21世紀20年代強化氣候行動的格拉斯哥聯合宣言》中，將甲烷減排作為雙方最具代表性的合作領域之一，并提出促進有關甲烷減排挑戰和解決方案的聯合研究。中國將制定一份全面、有力度的甲烷國家行動計劃，爭取在21世紀20年代取得控制和減少甲烷排放的顯著效果。

甲烷排放主要來自能源、農業和廢棄物三大領域，其中有50%～65%的排放來自人類活動。人類能源活動造成的甲烷排放主要來自油氣、煤炭生產運輸和使用過程中的甲烷逃逸排放。煤炭行業的甲烷排放作為人類能源活動的重要甲烷排放源之一，貫穿于煤炭開采過程及礦后活動中。國際能源署發布的《世界能源展望2019》顯示，2018年全球煤礦甲烷泄漏量達4 000萬t。對于我國來說，能源和農業領域都是甲烷減排的重點領域，目前油氣、農業等領域的研究學者紛紛發布研究成果，提出碳中和對本領域的發展啟示及未來的發展路徑。我國作為世界上最大的煤炭生產國，以煤為主的能源資源稟賦和經濟社會發展所處的階段，決定了未來很長時間內，我國的經濟社會發展仍然離不開煤炭，2021年下半年以來的能源供應緊張問題也再一次凸顯了煤炭作為保障能源的重要地位。在全球低碳轉型和我國能源綠色低碳發展的大背景下，筆者基于我國煤礦甲烷的排放現狀規律研究，分析研判影響煤礦甲烷排放的重要因素，錨定2060碳中和目標，積極探索煤礦甲烷減排的可持續發展路徑，推動煤礦甲烷減排關鍵技術研發，對于助力我國能源行業盡早實現碳達峰具有重要意義。

1 我國煤礦甲烷排放現狀

1.1 煤礦甲烷排放構成

根據《IPCC2006指南》，煤炭行業的溫室氣體排放主要來自煤炭開采過程、礦后活動、低溫氧化、非控制燃燒和廢棄煤礦，其中低溫氧化和非控制燃燒產生的溫室氣體以CO為主，甲烷的排放主要來自煤炭開采過程、礦后活動和廢棄煤礦排放，如圖1所示。

煤炭開采過程(包括地下開采和露天開采)中的排放主要是指煤炭采掘活動造成煤巖層擾動導致吸附其中的甲烷變成游離態釋放到大氣中的排放，其中地下開采過程中的甲烷排放通過井下抽采系統和通風系統排放，部分可以實現回收利用；礦后活動的排放主要是指煤炭分選、儲存、運輸及燃燒前的粉碎等過程中，煤炭中殘存的瓦斯緩慢釋放產生的甲烷排放；

圖1 煤礦甲烷排放來源示意Fig.1 Schematic diagram of coal mine methane emission sources

廢棄煤礦的排放主要是指煤炭開采停止后，煤礦中殘存的瓦斯從地表裂隙或人為通道中繼續緩慢釋放產生的甲烷排放。

我國是世界上最大的煤炭生產國，2020年煤炭產量占世界煤炭總產量的50.7%，煤炭開采方式以地下開采為主。煤礦地下開采過程中的甲烷排放是我國煤礦甲烷最主要的排放來源，由此帶來的礦后活動產生的甲烷排放也成為我國煤礦甲烷排放的主要來源之一。新疆和內蒙古自治區適合露天開采的煤炭資源較為豐富，幾乎占我國露天煤炭資源的90%以上，近年來隨著我國煤炭生產布局的“西移”戰略實施，露天開采煤炭產量的占比呈現增加趨勢，露天開采過程中的甲烷排放也有所增加。從1998年至今，我國先后關閉了70 000多處資源枯竭型和不符合安全生產條件的煤礦，隨著我國廢棄煤礦數量越來越多，廢棄煤礦的甲烷排放量也呈現上升趨勢。結合國內學者近年來的研究成果，綜合考慮中國煤炭行業產業結構變化和近年來煤炭開采各環節甲烷排放數據變化，測算目前我國煤礦地下開采、礦后活動、露天開采和廢棄煤礦等排放來源占總排放量的比例分別約為80%，13%，5%和2%(圖2)。

圖2 我國煤礦甲烷排放構成Fig.2 Coal methane emission proportion in China

1.2 煤礦甲烷排放量

根據IPCC溫室氣體排放清單指南的方法，不同環節甲烷排放量采用原煤產量乘以排放因子的計算方法來獲得。排放因子的選取中，不確定性最小的為采用礦井實測法T3獲得的數據，其次為采用本地化排放因子T2進行的測算，最低層級為采用全球平均排放因子T1進行的測算。目前美國、澳大利亞、俄羅斯、德國、波蘭等世界主要產煤國家在排放量較大的環節都采用了高層級的T2或T3方法，我國國家溫室氣體排放清單中煤礦甲烷排放因子的選取目前采用T1和T2相結合的方法。根據2005—2014年的國家溫室氣體排放清單數據，煤礦甲烷的排放量呈現先上升后下降的趨勢，峰值出現在2012年，為2 384.7萬t，比2005年增長了77%(圖3)。煤炭開采甲烷排放量與煤炭產量的增長率變化趨勢基本一致。

圖3 2005—2014年煤炭開采及甲烷排放相關數據Fig.3 Coal mining & methane emission in 2005-2014

隨著我國煤礦瓦斯抽采和利用技術的不斷發展，經過“十一五”階段及前期的連續攻關，我國的煤礦瓦斯抽采量不斷提高(圖3)，利用方式也呈現多元化趨勢，目前已經開發了民用或工業燃料、液化LNG、煤礦瓦斯提純或發電、蓄熱氧化供熱發電、燃氣鍋爐和CNG清潔能源汽車等多種利用方式，逐漸形成煤礦甲烷梯級利用的新局面。其中民用燃氣和瓦斯發電2種利用方式的煤礦瓦斯利用量之和約占所有瓦斯抽采量的27.1%(圖4)。

圖4 2015年煤礦瓦斯不同利用方式的占比Fig.4 Different CMM utilization proportion in 2015

根據我國煤礦瓦斯防治部際協調領導小組關于煤礦瓦斯抽采利用量的統計數據，可以基于T3方法測算煤礦地下開采過程中的煤礦瓦斯統計排放量，用于煤礦甲烷減排潛力的估算。計算公式為

(1)

需要說明，煤礦瓦斯統計排放量(CH)只是總排放量的一部分，不包括通風瓦斯、礦后活動等難以利用的甲烷排放量。隨著煤礦瓦斯的抽采利用率逐漸提高，基于T3方法的煤礦瓦斯統計排放量在2015年也出現峰值，峰值為88.3億m，合計591.6萬t，之后呈現逐年下降的趨勢(圖5)。“十四五”期間，預計煤礦瓦斯抽采利用率會進一步提高到50%左右，煤礦甲烷的統計排放量也會呈現繼續下降趨勢。

圖5 2005—2020年煤礦瓦斯統計排放量及抽采利用率Fig.5 Statistical emission and extraction utilization of coal mine methane in 2005-2020

1.3 煤礦甲烷排放特點

(1)煤礦瓦斯甲烷濃度變化范圍大。在煤炭開采活動過程中，抽采瓦斯、通風瓦斯、采空區地面煤層氣中甲烷體積分數為0.5%～95.0%，如此分散且廣泛的甲烷體積分數變化范圍增加了甲烷減排的難度。

(2)低濃度瓦斯占比較大。由于我國煤炭地質賦存條件復雜，煤層透氣性差、滲透率低，多數瓦斯礦井處于“三軟”煤層中，不利于鉆孔。所以抽采瓦斯體積分數在8%～30%的低濃度甲烷占比較大，不易利用，也是導致煤礦甲烷排放利用率低的主要原因。

(3)通風瓦斯稀薄且排放量最大。為了保證地下開采過程中井下礦工的安全，井下通風風流中各關鍵部位都設定了相應的瓦斯體積分數上限。根據《煤礦安全規程》，主回風巷的瓦斯體積分數應小于0.75%，為確保井下工人生命健康和安全生產，需使通風量達到相關要求，因此造成數量巨大的通風瓦斯直接排放到空氣中。但在現有技術條件下，如此稀薄的通風瓦斯難以有效利用。

(4)廢棄煤礦瓦斯排放底數不清。我國廢棄煤礦大部分是高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井，上下鄰近煤層、礦井殘留的煤柱和井下采空區內仍富含大量的殘存瓦斯，可能從地表裂隙或人為通道中繼續緩慢釋放。此外廢棄煤礦的甲烷排放不僅會造成溫室氣體增多，還可能發生安全生產事故。我國“十四五”期間仍將繼續淘汰落后產能，關閉資源枯竭和不符合安全生產條件要求的煤礦，廢棄煤礦甲烷排放未來呈增加趨勢。但目前存在排放底數尚未完全摸清等問題，需要加強開展研究。

2 我國煤礦甲烷排放趨勢

加快調整我國的能源消費結構，進一步減少煤炭消費在能源消費結構中的比例，嚴格控制煤炭產量和生產規模，從源頭上減少煤炭供應，優化煤炭生產結構，逐步退出高瓦斯等災害嚴重的礦井，增大露天開采的比例，使煤炭行業高質量發展與生態環境保護要求協調推進，都能有效減少我國煤礦甲烷的排放。

2.1 煤礦甲烷排放影響因素分析

..煤炭消費量的影響

在能源革命的引領下，我國的一次能源消費結構不斷優化調整，煤炭在一次能源消費中的比例逐漸減低。根據國家統計局的相關數據，2018年煤炭在我國一次能源消費結構中的比例首次降到60%以下，2020年下降到56.8%。煤炭消費量在2013年出現峰值并進入平臺期，隨著經濟社會對能源的需求量持續增加，煤炭的消費量出現了階段性上升趨勢(圖6)，且進一步向電力、鋼鐵、建材、化工四大主要耗煤行業集中，四大耗煤行業的煤炭消費占比由2015年的81.8%增加至2020年的94%，鋼鐵、水泥、化工等主要工業領域疊加電力、交通和建筑行業的碳排放量已經占到全國碳排放總量的90%以上。大幅削減高耗能用煤行業的煤炭消費量，加快實現新能源對化石能源的替代，是碳達峰碳中和目標的必然要求。目前我國正在加快煤炭減量步伐，“十四五”時期嚴格合理控制煤炭消費增長，“十五五”時期逐步減少。但是發達國家的發展歷程表明，即使有可替代的能源出現，煤炭仍然會在碳達峰之后的多年內保持一定的消費量，如德國碳達峰之后的煤炭消費量多年保持在2億t左右；美國在碳達峰之后，煤炭消費量長期保持在7億～10億t，直到2018年才快速下降至5億t左右。根據國內外研究機構的預測研判結果，預計2050年我國煤炭消費量在6.7億～10.7億tce。

圖6 2005—2020年我國煤炭消費量變化趨勢Fig.6 Coal consumption in China in 2005-2020

..煤炭供應量的影響

IEA的最新研究表明，同為化石能源，煤炭領域的甲烷減排比油氣領域的甲烷減排難度更大，但是在現有技術條件下，仍然能夠通過采取有效的措施有效減少煤炭行業的甲烷排放，其中減少煤炭供應是甲烷減排最有效的方法，減少供應占煤炭減排潛力的72.5%。我國目前的煤炭供應以國內生產的煤炭為主，輔以部分煤炭進口。根據國家統計局的數據，2020年我國的煤炭進口量為3.04億t，考慮我國未來擴大內循環及限制進口煤質量等政策的影響，煤炭進口量也將呈現逐步減少的趨勢。隨著煤炭消費量的大幅削減，我國的煤炭產量預計會呈現大幅下降的趨勢，由此引起的煤炭地下開采過程中的甲烷排放量和在甲烷排放構成中的排放占比都將呈現下降的趨勢，但仍將為最主要的煤礦甲烷排放來源。

..煤礦數量的影響

煤礦關閉后，煤礦瓦斯仍然會繼續不斷地從封閉不嚴的通風口或地表裂隙帶持續無組織逸散，因此隨著廢棄煤礦數量的持續增加，由此造成的廢棄煤礦甲烷排放占比會呈現增加趨勢。2002—2018年間，美國地下煤礦的數量從1 426座下降至679座，與此同時，廢棄煤礦瓦斯排放量在所有煤礦瓦斯排放量中的占比由5%增加到10.5%。我國煤礦數量由2005年的2.48萬處左右減少到2020年的4 700處左右。隨著煤礦去產能工作和煤炭供給側改革的深入推進，未來規劃中煤礦數量仍將進一步減少。到“十四五”末，煤礦數量將控制在4 000處左右。隨著云計算、大數據、5G、物聯網等新一代信息技術在煤炭開采過程中發揮更大的作用，至2060年煤礦數量甚至可能降到1 000處以下。

..煤炭生產結構的影響

由于露天開采的煤層一般都接近地表，煤中吸附的甲烷量小，通過露天采煤排放的甲烷量較少。而地下開采中，原始瓦斯含量越高的礦井開采時排放的甲烷量越大，因此煤炭生產結構的調整也會對甲烷排放量產生較大影響。隨著我國露天開采技術水平的不斷提升，露天采煤量占煤炭產量的比例已經從1990年的3%增長到2018年的16(圖7)。

圖7 我國露天煤礦產量和占比Fig.7 Surface coal mine production & proportion in China

截止到2017年底，我國高瓦斯礦井共計1 084處，突出礦井677處，碳中和目標的驅動和煤礦安全監管要求的進一步提高，會加速煤炭生產結構的深度調整，高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井等災害嚴重的礦井會逐漸減少,促使煤礦地下開采的煤炭產量占比進一步減小，露天開采的比例會持續增高，露天開采產生的煤礦甲烷排放將呈現增加趨勢，成為煤礦甲烷排放不可忽視的來源之一。

2.2 煤礦甲烷排放量預測

..預測方法

結合前述影響因素分析，分基準情景、發展情景和新政策情景對我國煤礦甲烷的排放趨勢進行預測。將煤礦甲烷的排放來源分成煤礦地下開采過程、煤礦露天開采過程、礦后活動和廢棄煤礦甲烷排放4個部分。煤礦甲烷總排放量的計算式為

(CH)=+++

(2)

式中，(CH)為煤礦甲烷總排放量，t；為煤礦地下開采過程中的甲烷排放量，t；為煤礦露天開采過程中的甲烷排放量，t；為礦后活動造成的甲烷排放量，t；為廢棄煤礦的甲烷排放量，t。

(1)對于的預測。根據煤礦地下開采甲烷排放量與煤炭產量的相關性關系，采用以消定產原則，建立煤礦甲烷排放主因素分析模型如下：

=()()

(3)

()=()-()

(4)

式中，為煤礦地下開采過程甲烷排放量與地下開采煤炭產量的相關性系數；()為煤礦地下開采產量占比的函數；()為煤炭產量的函數；()為煤炭消費量的函數；()為煤炭進口量的函數。

(2)對于，和的預測。鑒于礦后活動、露天開采過程和廢棄煤礦產生的甲烷排放量目前缺少基于實測的準確統計數據，以國內學者的研究結果和筆者對于煤礦地下開采、礦后活動、露天開采和廢棄煤礦甲烷排放占比的判斷作為歷史數據(表1)，采用相對比例法對，，和排放源的占比趨勢進行預測。

=1---

(5)

式中，為煤礦地下開采過程中的甲烷排放量占比；為煤礦露天開采過程中的甲烷排放量占比；為廢棄煤礦的甲烷排放量占比；為礦后活動造成的甲烷排放量占比。

(3)根據煤礦地下開采過程中的甲烷排放量和占比的變化，對煤礦甲烷總排放量(CH)進行預測

(CH)=

(6)

表1 不同年份煤礦甲烷排放來源占比變化Table 1 Proportion trend of coal mine methaneemission in different years

2.2.2 預測結果與討論

(1)煤礦地下開采甲烷排放量預測。煤礦地下開采過程中，由于煤礦甲烷作為煤礦開采過程的伴生物，其涌出量會隨著采煤方法和采掘工藝的變化等發生顯著的變化，并受到煤層賦存條件、煤炭開采量、煤炭開采深度、煤炭地質構造、溫度、壓力等多種影響因素的波動影響，其中煤炭開采量對于煤礦甲烷的涌出和排放量具有顯著的影響。王寧利用簡單相關關系研究變量之間相關關系的密切程度和變化趨勢，測算得出原煤產量和煤礦甲烷涌出量之間存在強相關關系，相關性系數為0.994。筆者采用上述的相關性系數值，取0.994。

參考國內外研究機構的研究結果，設定到2060年，基準情景、發展情景和新政策情景下煤炭的消費量()分別為10億、8億和6億tce(圖8)，煤炭的進口量()分別降至3億、2.1億和1.4億tce，根據式(4)預測出煤炭產量()的變化趨勢。

圖8 不同情景下我國煤礦消費量趨勢預測Fig.8 Trend forecast of coal mine consume in China under different scenarios

根據我國近年來露天煤礦產量占比變化趨勢預測未來煤礦地下開采產量占比()的變化。根據式(3)，計算到2060年煤礦地下開采過程中的甲烷排放量的變化趨勢(圖9)。預計到2060年，基準情景、發展情景和新政策情景下煤礦地下開采過程的甲烷排放量將分別減少到366.0萬、308.5萬和240.5萬t左右。

圖9 不同情景2060年煤礦地下開采過程甲烷排放量預測Fig.9 Trend forecast of underground coal mining emission in 2060 under different scenarios

(2)不同排放來源的煤礦甲烷排放占比預測。根據表1的歷史數據變化趨勢，預測未來煤礦地下開采過程的甲烷排放占比將呈現下降趨勢，預計到2060年，煤礦地下開采過程的甲烷排放占比下降至約67.5%；露天開采及廢棄煤礦的甲烷排放占比呈現上升趨勢，預計到2060年，露天開采及廢棄煤礦的甲烷排放占比分別上升至13.1%和6.4%；礦后活動的甲烷排放占比變化不大，預計到2060年，礦后活動的甲烷排放占比維持在13.2%左右(圖10)。

圖10 煤礦甲烷排放占比趨勢預測Fig.10 Trend forecast of coal mine methane emission proportion

(3)煤礦甲烷排放量預測。根據式(5)和式(6)，預計到2060年，基準情景、發展情景和新政策3種情景下，我國煤礦甲烷的排放量將分別達到542.2萬、457.0萬和365.0萬t。3種情景下的煤礦甲烷排放量變化趨勢如圖11所示。

圖11 不同情景2060年煤礦甲烷排放量趨勢預測Fig.11 Trend forecast of coal mine methane emissions in 2060 under different scenarios

3 碳中和目標下的煤礦甲烷減排路徑及關鍵技術

3.1 煤礦甲烷減排路徑

煤礦甲烷減排需在“綠色發展、統籌協調、多措并舉、支撐保障”的減排原則指導下，遵循“技術-經濟-政策”協同發展的總體路徑。具體路徑主要包括以下6個方面(圖12)：

(1)源頭治理。大力推廣應用智能化抽采等煤礦瓦斯精準抽采技術，突破軟煤層塌孔和廢棄煤礦瓦斯開發等技術瓶頸，提升抽采瓦斯體積分數，從源頭上減少煤礦瓦斯的排放。

(2)技術支撐。加大技術與經濟可行的煤礦瓦斯利用關鍵技術突破，降低利用成本，為煤礦瓦斯減排提供技術支撐和保證。

(3)分質利用。針對不同體積分數的煤礦瓦斯，結合煤礦瓦斯利用的各項技術使用條件，積極開展民用燃氣、工業鍋爐、煤礦瓦斯發電、瓦斯提純利用、氧化供熱等煤礦瓦斯多元化綜合利用。

(4)政策保障。進一步出臺完善財政補貼、稅費減免、發電上網加價等多種獎補和扶持地區差異化政策，探索民營企業與國有企業有效合作的商業化運營模式。

(5)監測核算。鼓勵相關部門和企業，開展煤礦瓦斯監測技術和核算方法研究。有序推進煤礦瓦斯監測試點項目建設，發揮示范項目引領推動作用。

(6)完善碳市場。結合市場發展階段有序推進將煤礦瓦斯利用產生的碳減排納入碳交易市場落地，通過碳減排收益增加項目收益，帶動企業開展煤礦瓦斯利用的積極性。

圖12 煤礦甲烷減排路徑Fig.12 Pathway of coal mine methane emission reduction

3.2 煤礦甲烷減排關鍵技術

(1)高濃度瓦斯減排技術。煤礦瓦斯發電、民用燃氣和汽車燃料是高濃度瓦斯(一般體積分數≥30%)的主要利用領域，具有較高的技術成熟度，也能獲得較好的經濟效益，成為促進我國煤礦甲烷減排最有價值的瓦斯利用技術。作為利用方式的延伸，低濃度瓦斯壓縮提純液化也是具有減排潛力的甲烷減排途徑之一。

(2)低濃度瓦斯減排技術。對于低濃度瓦斯(一般指體積分數在5%～30%)，主要減排途徑為發電。由于低濃度瓦斯處于瓦斯的爆炸范圍5%～16%，所以低濃度瓦斯面臨的技術難題是防止在輸送和利用過程中瓦斯爆炸事故的發生。在低濃度瓦斯輸送技術中的安全問題得到解決之后，經過大規模應用過程中的經驗積累，低濃度瓦斯發電技術也逐步發展成為一種成熟度較高的低濃度瓦斯利用技術。

低濃度瓦斯提純技術的重點和難點在于經濟高效地實現CH/N的分離，目前普遍使用的技術為變壓吸附技術，工藝流程如圖13所示。

圖13 低濃度瓦斯提純工藝流程Fig.13 Low-concentration gas purification process flow chart

(3)通風瓦斯減排技術。通風瓦斯體積分數一般在0.75%以下，具有排放量大、濃度稀薄、利用難度大等特點，有效的通風瓦斯利用技術成為我國煤礦甲烷控排過程中需要重點突破的關鍵技術。國內外通風瓦斯利用方式可以分為兩大類：一類是作為主燃料利用方式，采用逆流式熱氧化和逆流式催化氧化技術2種技術；另一類是作為輔助燃料利用方式，采用混合燃燒技術。目前具有較大發展前景的技術之一為雙向蓄熱式氧化技術。該技術的構成是中心為電加熱單元、床體(一般為蓄熱陶瓷)、熱交換單元。在初始階段，利用電加熱將床體的中間部分預加熱至甲烷自燃的溫度(1 000 ℃)，一個完整的工藝流程循環包括2次改變氣流的方向，所以氣流改變一次流向是半個循環。在第1個半循環時，乏風以外界溫度從反應器的一端流入并通過反應器。當混合氣體的溫度超過甲烷自燃溫度時，甲烷在床體中心附近發生氧化反應。燃燒產生的熱量及未燃燒的氣體繼續通過床體，將熱量傳遞到離床體中心位置較遠部位。當較遠部位的床體充分加熱時，較近處的床體會因為以環境溫度進入的新氣體而溫度下降。為了使反應能夠繼續進行，系統會利用進、排氣閥的自動控制系統使反應器中的風流方向逆轉，進入第2個半循環。新風流自較遠處進入并從床體吸收熱量，接近反應器中心處甲烷達到自燃溫度，氧化放出熱量，并傳遞至較近處的床體然后排出。如此循環往復，使床體中心區域有個固定寬度的高溫區，并使這個寬度保持基本恒定。中心溫度加上絕熱溫升可以達到1 000 ℃，然后通過熱交換器將熱量傳輸出去，加以利用。目前我國已有多個氧化供熱項目投產運營。

與熱氧化技術相比，催化氧化技術可以使通風瓦斯的自燃溫度由1 000 ℃降低至350 ℃左右，還能減少高溫NO的生成，是碳中和目標下煤礦瓦斯利用技術發展的未來主流方向。通風瓦斯催化氧化催化劑合成在近幾年取得了較大突破，筆者研究團隊先后研發了貴金屬以及銅錳復合物等價格低廉的非貴金屬催化劑，但由于礦井通風環境復雜、所含雜質種類繁多，還有催化劑高效再生技術等重要瓶頸尚需突破。將低濃度瓦斯(體積分數<8%)和通風瓦斯綜合利用的方式也是較為有效的通風瓦斯減排技術，主要采用安全采集摻混輸送成套工藝系統及控制技術，把抽采泵站的低濃度瓦斯摻混到通風瓦斯里使混合體積分數達到1.2%左右后燃燒發電，這樣一是提高了通風瓦斯氧化的體積分數和穩定性，二是增加了煤礦瓦斯利用量，提高了經濟效益。

4 結 論

(1)目前我國的煤礦甲烷排放總量仍然較大，仍需加強地下煤礦開采等重點排放環節的甲烷排放管控工作，鼓勵地方和行業企業開展甲烷排放控制合作，加大示范項目和工程推廣力度，推動甲烷利用相關技術、裝備和產業發展。

(2)加強煤礦甲烷開采、運輸、儲存和利用各環節排放的監測、核算、報告和核查體系建設。推動重點設施甲烷排放數據收集和分析，開展重點區域、重點企業甲烷減排成效評估跟蹤，提升甲烷排放測量的數據質量。

(3)深入推動低濃度瓦斯高效提濃技術、超低濃度通風瓦斯催化氧化銷毀和余熱利用技術等末端治理技術的研發，促進煤礦瓦斯綜合利用量和利用率的提高是實現煤礦甲烷減排的加速技術驅動器。

(4)盡快摸清廢棄煤礦瓦斯排放底數，建立有效的廢棄煤礦瓦斯逸散監測及治理利用技術體系，掌握我國廢棄煤礦瓦斯排放的規律特點，推廣廢棄煤礦甲烷利用示范工程，推廣先進適用技術，大力減少廢棄煤礦瓦斯排放。

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