煤层气利用前景

王叶军

摘要:煤层气俗称“瓦斯”,是煤矿的伴生气体。准确地讲,所谓煤层气是一种附存于煤层的烃类气体,主要成份为高纯度甲烷(化学式CH4),具有易燃易爆的特征,其常温下的低发热值为34.3-37.1MJ/Nm2,其热值与天然气相当,是一种高效、洁净的气体,可用于发电燃料、工业燃料、车用燃料、化工原料和居民生活燃料的清洁能源。

关键词:煤层气;开发;天然气

1 我国煤层气开发现状

我国煤层气资源丰富,最新探明总储量是36.7万亿立方米,比六年前增加了5万亿立方米,是仅次于俄罗斯、加拿大的世界第三大煤层气储藏国。资源条件决定了煤层气在中国可以成为独立的产业,成为天然气工业的重要补充。

我国目前煤层气开发水平较低。据权威统计,我国目前煤矿抽采瓦斯仅23亿立方米,利用10亿多立方米,开发程度远不及美国、加拿大、澳大利亚等煤层气产业已成功实行了商业化运作的国家。美国虽然80年代才真正大规模开发煤层气,但目前开发利用已超500亿立方米,已占到天然气总量的1/10。

由于煤层气探明储量多,而且已经形成了较为成熟的勘探开发技术和地质理论,国家已把煤层气开发利用列入“十一五”规划。计划到2010年,我国煤层气开发利用将实现4个目标:全国煤层气产量达100亿立方米;利用量达80亿立方米;新增煤层气探明地质储量3000亿立方米;逐步建立煤层气开发利用产业体系。温家宝总理明确指出:“开发和利用煤层气既可治理瓦斯,又可利用能源,一举两得,应该加大科研、勘探、开发的力度。”

我国煤层气开发已开始跳跃式发展。2005年的钻井数超过以前历年的总和。到2005年底,全国投入煤层气勘探资金已达24亿元,钻井607口,有四个区域开始规模利用。特别是《国务院办公厅关于加强煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的意见》和《全国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划》的出台,更为我国煤层气产业的发展烧足了底火。我国将建设九条煤层气输气管道,全长1390千米。这预示着我国煤层气产业将要迅猛崛起。我国的煤层气资源不仅在总量上占有一定的优势,而且在区域分布、埋藏深度等方面也有利于规划开发。煤层气资源在我国境内分布广泛,基本可以划分为中部、西部和东部三大资源区。其中中部地区约占资源量的64%。西部地区的沁水盆地和鄂尔多斯盆地资源量最大,超过10万亿立方米,为集中开发提供了资源条件。

2 市场需求大

煤层气可以与天然气同输同用,为煤层气产业发展提供了巨大空间。据预测,2010年我国天然气需求量将超过1000亿立方米,市场供应缺口较大。环渤海地区、东南沿海地区、长江三角洲地区、中部地区及东北地区的天然气市场需求均超过120亿立方米/年,是我国天然气消费的重点地区。中部地区及长江三角洲地区,是未来煤层气的主要消费市场。“十一五”期间,煤层气的首选市场主要在山西、北京、天津、河南、河北等省市。在满足中部地区煤层气资源需求的前提下,富余的煤层气还可并入西气东输管网,输往长江三角洲地区。

井下煤矿瓦斯利用市场潜力也很大。我国煤矿大多分布在偏远地区,广泛采用煤矿瓦斯作为居民生活燃料、发电和工业锅炉燃料,对保障矿区和周边地区的能源供给,改善消费结构具有重要意义。

3 煤层气的勘查

煤层气勘查以山西、陕西、新疆、内蒙古等省(区)为重点,以山西沁南、三交,陕西韩城,新疆昌吉、大井,内蒙古二连盆地等煤层气勘探项目为依托,到2010年,累计新增探明地质储量3000亿立方米。

4 地面煤层气开发

“十一五”期间,煤层气开发以现有探明储量为基础,以市场为导向,以技术进步为手段,加大投入,重点突破,实现跨越发展。2010年,全国建成煤层气生产能力70亿立方米,产量达到50亿立方米。“十一五”期间,

地面煤层气开发的重点是建设沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘两大煤层气产业化基地。

5 煤层气开发利用的途径

目前,天然气输送到终端用户有三种方法:管网、压缩天然气(CNG),液化天然气(LNG)。针对我国目前煤层气偏、散、小的特点,使得煤层气不能达到大规模开发应用,若建设长输管网则投资巨大。含氧煤层气本身无法处理为CNG汽车运输,所以经过近些年的市场调研和经验分析,对于中小型规模的煤层气有效利用途径就是将其液化、储存、槽车运输。另外,煤层气液化还具有以下优点:煤层气液化后便于进行经济可靠的运输;储存效率高(与天然气体积比为1:625),储存压力低,占地少、投资省;有利于城市负荷的调峰;LNG作为车用燃料与汽油相比,具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、降低运输成本等优点;即使与压缩天然气(CNG)汽车相比,也具有储存效率高、加一次气续行程远,车装钢瓶压力小、重量轻、数量小;建站不受供气

管网的限制等优越之处; LNG具有低温、轻质、易蒸发的特性,可减少被人窃取或变卖造成损失。

6 开发煤层气的重要意义

开发利用煤层气可以改善煤矿安全生产,提高经济效益在煤炭开采过程产生的煤层气俗称“瓦斯”。煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%,瓦斯事故频繁,每年因瓦斯灾害造成的死亡人数达2000人以上。仅根据最近15年的统计,因瓦斯事故而死亡的人数约占煤炭行业工伤事故死亡人数的30～40%,占重大事故的70～80%,直接经济损失超过500亿元。瓦斯事故造成的人员伤亡和巨大经济损失,在社会上形成很大负面影响。采煤之前先采出煤层气,有利于从根本上防止煤矿瓦斯事故,改善煤矿的安全生产条件,同时还能减少矿井建设费用(巷道建设和通风费用减少1/4左右),从而提高煤矿的生产效率和经济效益,改善煤矿的社会形象。

开发利用煤层气可以在一定程度上改善我国的能源结构,增加洁净的气体能源,气体能源作为人类经济社会发展的三大支柱之一,将在世界经济可持续发展的战略中具有举足轻重的作用。随着我国国民经济的快速发展,对能源的需求也越来越大,特别随着我国经济的飞速发展,国内油、气供需缺口急剧增大。开发和利用煤层气可以现实、有效地弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。有些资深专家早就提出21世纪是煤层气大发展的时代,煤层气是我国常规天然气最现实可靠的替代能源。

开发利用煤层气可以有效减排温室气体,改善大气环境煤层气(甲烷)又是一种温室气体,其温室效应是CO2的20～24倍。甲烷的温室效应在全球气候变暖中的份额为15%,仅次于CO2。我国是煤炭生产大国,只要采煤就会向大气中排放煤层气。1994年,据联合国统计我国每年因采煤向大气排放的甲烷气体达190亿m3,居世界第一,约占我国工业生产中甲烷排放量的三分之一,占世界采煤排放甲烷总量的三分之一,已引起国际社会的普遍关注。由于近年来煤炭产量剧增,这一问题更加突出。因此开发和利用煤层气不仅可以避免因采煤造成的煤层气这种不可再生资源的浪费,还在减少温室气体排放、改善大气环境方面具有非常重要的意义。

开发利用煤层气也将拉动相关产业的发展。任何一个新产业的形成与发展都与其他行业密切相关,开发利用煤层气也将为拉动相关产业起到推动作用。煤层气产业是一项庞大的系统工程,建设一个煤层气生产基地将带动运输、钢铁、水泥、化工、电力、生活服务等相关产业的发展,增加就业机会,促进当地经济的发展。

结语

煤层气的开发和利用不仅可以缓解我国优质能源供需矛盾,一定程度上改善能源结构的需要,也可以从根本上保障煤矿安全生产和改善全球大气环境。同时,煤层气产业还将成为我国国民经济新的增长点。开发利用煤层气在我国具有特殊的紧迫性和重要性,因为我国是世界采煤大国,煤层气如不及时开发利用,将伴随着采煤过程继续大量排入大气,既浪费了宝贵资源又造成温室效应。一言以蔽之,开发利用煤层气有百利而无一害,功在当代,利在千秋。