姚東


煤礦瓦斯(在地下叫“煤礦瓦斯”,抽采上來叫“煤層氣”)是煤礦企業安全生產的最大隱患,因為煤礦瓦斯濃度達到5%至16%時,遇火就會爆炸,但它又是賦存于煤層中與煤共伴生、以甲烷為主要成分的優質清潔能源,抽采上來的煤層氣燃值與天然氣相當,是一種溫室氣體,可以作為天然氣的替代能源。
加大煤層氣開發與利用,有利于保障煤礦安全,無論是從建設生態文明試驗區的要求,還是從貴州省經濟社會發展和能源保障的實際需要,對煤層氣勘探開發利用都十分迫切。
煤礦“殺手”變身清潔能源
“每天約有7萬立方米的瓦斯用于發電,日發電量穩定在15.5萬度左右,日創收15萬元以上。”這是貴州豫能投資有限公司新田煤礦(簡稱“新田煤礦”)瓦斯發電站每日抽采煤層氣瓦斯發電“變廢為寶”的數據。
近年來,新田煤礦不斷探索綠色發展、可持續發展之路,認真落實貴州省“富礦精開”政策要求,通過將煤層中的瓦斯合理利用,讓廢氣重新煥發生機,實現“變害為寶、變廢為寶”,在綠色化上蹚出了新路,推動了礦井綠色開采。
“留在井下危險,排到空氣中有害。”瓦斯作為煤礦“井下殺手”和溫室氣體之一,如何將其“變廢為寶”,是許多煤炭企業都在探討的課題。2020年4月,新田煤礦啟動貴州省煤層抽采“三區聯動”示范項目,將有害氣體逐步變為清潔能源,經過4年多的努力,三區聯動項目走在了貴州省示范區前列。
新田煤礦礦長張高青介紹,新田煤礦是貴州豫能投資有限公司的主要生產礦井,資源儲量大,煤層賦存穩定,發熱量高,但受制于瓦斯災害的影響,無法實現采、掘、抽平衡和高產高效。抽采瓦斯用于發電效果凸顯,在“變廢為寶”創造經濟效益的同時,也有效治理了井下瓦斯,有助于礦井安全高質量發展。
張高青說:“一期工程先期試驗兩口水平井取得了實質性進展,二期正在積極組織施工。目前1號井和2號井日供氣量6500立方米、純度93%以上,累計產氣521萬立方米,直接創造經濟效益900多萬元。”
“我們的瓦斯發電不但能滿足煤礦的用電需求,富余部分與南方電網簽訂協議并網銷售。”新田煤礦機修廠負責人林占巍說,通過將井下的瓦斯抽采出來發電,不但有效降低瓦斯的危害,還產生了可觀的經濟效益。2023年,瓦斯發電站利用瓦斯5019萬立方米,發電5774萬度。1立方米瓦斯可以發電2.5度,1度電電費加上獎補資金大約1元錢,截至2024年6月25日,今年累計瓦斯發電2397.3萬度,創效2000萬元以上。
“煤炭開采前從地面鉆井抽采瓦斯,能有效降低井下瓦斯濃度。”新田煤礦總工程師趙康介紹,地面抽采瓦斯既有經濟價值,也有生態價值,可使多方受益,通過鉆井高壓壓裂抽采瓦斯后,開采煤礦時瓦斯安全投入成本將大幅降低,同時抽采出來的瓦斯可作為清潔能源發電,還能增加經濟效益。
煤層氣開發利用取得關鍵性突破
通過積極推進煤礦瓦斯抽采利用,有利于化解煤礦生產過程中的瓦斯威脅,改善煤礦安全生產條件,同時增強能源供給,改善貴州能源供給結構,促進能源清潔發展,提升了生態環保效益。近年來,隨著科技的進步,貴州省煤層氣研發利用取得了關鍵性突破。
2019年4月初,貴州水礦奧瑞安清潔能源有限公司領到了貴州省首張煤層氣勘查許可證。標志著貴州省成為全國6個礦業權出讓制度改革試點省(區)中率先完成審批頒證的省份之一。
2023年2月27日,在貴州省織金縣涼水井村,織金泰弘燃氣有限公司工作人員裝滿3萬立方米LNG(液化天然氣)的一輛槽車準時出發,標志著織金文家壩煤層氣區塊正式實現規模化開發利用,也是貴州省首個實現煤層氣規模化開發利用的項目。
“織金泰弘燃氣有限公司是煤層氣開發利用的下游企業,規劃建設日處理30萬立方米LNG站,一期完成了日處理5萬立方米液化站LNG和輸送管道。2023年5月初,煤層氣產量達到5萬立方米/天,確保LNG站滿負荷運行。”貴州水礦奧瑞安清潔能源有限公司總經理孟海濤表示,隨著貴州省天然氣管道“縣縣通”工程以及織金煤層氣專用外輸管線的完成,可徹底解決更大規模開發煤層氣外輸的問題。
經過多年勘探的艱辛磨礪,貴州省煤層氣規模化開采利用破題,涌現出生機勃勃新“氣”象。
降低天然氣的對外依存
貴州省是個“貧油少氣”的省份,天然氣靠外地供給,但非常規天然氣(煤層氣、頁巖氣)資源豐富,加強煤層氣開發地質理論攻關,促進煤層氣規模化發展,是民生需求、環境需求、能源需求、安全需求,對于貴州省具有重要的戰略意義。
近年來,煤層氣抽采利用彌補了部分需求缺口,使得貴州省天然氣對外依存度逐年下降。盡管有國家基干天然氣管道經過貴州省,正常情況下全省天然氣供給不存在實質性危機,但有限的配給以及一旦出現用氣緊張,貴州省天然氣供給仍然無法保障,開發利用本省豐富的煤層氣資源,是增大天然氣供給的最佳途徑。
貴州省2019年12月30日出臺了《省人民政府辦公廳關于加快推進煤層氣(煤礦瓦斯)產業發展的指導意見(2019—2025年)》(黔府辦發〔2019〕33號),其中明確主要目標:力爭全省煤層氣探明儲量、年產能、年產量到2025年分別達800、8、5億立方米,建立CNG/LNG站15至20個,加氣站100個以上,形成織金和盤州兩個煤層氣產業化基地。
加大煤礦瓦斯抽采力度,力爭全省煤礦瓦斯年抽采量、年利用量和瓦斯發電裝機容量到2025年分別達32、18億立方米和66萬千瓦。
強化煤礦瓦斯綜合利用,煤礦瓦斯利用以發電和民用為主,鼓勵大型礦區瓦斯輸配系統區域聯網集中規模化利用,中小煤礦建設分散式小型發電站或聯合建設集配管網集中發電。加快超低濃度瓦斯利用、居民燃氣利用和瓦斯提純利用等示范項目建設,建成一批瓦斯提純CNG、LNG項目。
貴州煤層氣產業發展前景廣闊
記者從貴州省煤層氣頁巖氣工程技術研究中心獲悉,貴州省2000米以淺煤層氣地質資源量2.83萬億立方米,占全國總資源量26萬億立方米的10.8%,居全國第4位,資源富集程度高,產業發展前景十分廣闊。其主要分布在六盤水、織納和黔北等煤田,分別占全省資源量的45%、23%、24%,從行政區域看主要集中在六盤水(占比49%)和畢節(占比39%)。據估算,目前貴州省煤礦礦權范圍內的煤層氣資源量約6000億立方米。全省煤層氣資源按資源最終轉化率(商品化率)20%、井口氣價1.6元/立方米估算,潛在商品化價值預計可達0.9萬億元以上,煤層氣開發利用將形成貴州省一個新的經濟增長極。
截至2023年底,貴州省煤層氣探礦權35個、總面積2527.8平方公里,采礦權8個、總面積195.8平方公里。
在貴州從事煤層氣勘探開發企業約有10家,已形成央企、省國企、民企共同推進的局面。目前貴州能源集團、中石化華東油氣分公司均投入大量工作,并取得勘探突破,是貴州省煤層氣產業主力。截至2023年底全省累計部署實施362個煤層氣井(不含參數井),累計提交煤層氣探明儲量202億立方米。2023年生產井175口,全省地面抽采煤層氣4388.39萬立方米、同比增長17.11%,利用量2577.86萬立方米,利用率58.74%。
從開采工藝看,以“大平臺、叢式井”集約化施工模式為主;從銷售利用模式看,以CNG為主,占總利用量的80%,銷售價格3.5元/立方米左右(隨行就市),發電自用和進入城燃管網占比達20%。
記者從貴州省能源局獲悉,將圍繞“增儲上產”,加快補齊“氣”短板,加大煤層氣勘探開發利用力度,提升保供自給率。加快推進有煤層氣、頁巖氣探礦權的評價井、試驗井組部署,推動省內重點企業與中石化等央企合作,加大煤層氣、頁巖氣勘探開發優強企業引進力度,推進產能建設、產量釋放。