煤层气：从“危险气体”到清洁燃料

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作为矿井爆炸、人员伤亡等事故的“罪魁祸首”，煤层气在很长一段时间都被认为是一种“危险”的气体。其实，煤层气是一种与天然气有着相似特性的清洁燃料。

煤层气（CBM），又称煤层瓦斯、煤层甲烷，俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷）。煤层气大部分源自于深层煤床和煤矿瓦斯（CMM），其中有小部分煤层气源自于废弃煤矿。

在美国，民用和工业用煤层气的生产已经得到了显著的发展。随着中国政府环保意识的增强以及资源的日趋有限，煤层气应用逐步受到重视，并已在各个方面发起了清洁能源甲烷的研究项目。

煤层气应用为中国提供清洁能源方案

世界主要煤矿国家的煤层气逐渐成为重要能源。中国也正把煤层气作为一种清洁能源大量使用。

从中国的能源用途方面来看，以甲烷为主要成分的煤层气有着极大的潜力。抽取甲烷气体可减少矿井爆炸的危险，因此为作业点矿工的健康和安全增加了保障。在作为供暖、烹饪、动力、发电等用途方面，甲烷都是一种很好的清洁能源。甲烷的天然特性是作为燃料燃烧时，它是零排放的，但是当被直接排放到大气中时，它所造成的全球暖化的潜力要比二氧化碳高出21倍。

近来，科学家已确认甲烷气体直接排入大气，使其成为实际或是潜在的导致温室气体效应的主要因素，仅次于二氧化碳。为了改善矿井安全状况，减少停工时间，降低煤矿蕴藏丰富地区因甲烷渗流入矿井带来的环境影响，现在许多中国的矿井在开采之前和开采过程中使用的是专门的除气系统，从煤层中抽取大量的煤层气。

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随着矿井生产力水平的提高和煤矿开采向着深部煤层发展的趋势，中国煤矿甲烷气体的排出量有了显著的增长。当前许多国家的煤矿规章制度规定在矿井工作面和其他矿井布置的通风点上甲烷必须要加以控制。控制甲烷的任务在传统上一直是通过使用设计优良且极度强大的通风系统来实现的。然而，在现代矿井中此项重要的矿井通风任务变得越来越昂贵，而且很难做到经济实惠。

通过现代的技术和依据具体情况而建造的抽气系统，可以对煤层气进行采收和使用，为企业降低了通风成本，缩短了生产停工期，改善了矿井工人工作、健康和安全条件，同时降低了矿井对环境的影响和对全球变暖的威胁。

煤层气应用为企业带来经济益处

除了能使环境更清洁外，在采矿作业中，从矿井中抽取甲烷气体还能为采矿企业带来许多经济上的益处。

瓦斯在矿井中的大量存在会对矿井产生很大程度的损耗，从而导致停工。甲烷排放系统改善了生产水平，缩短了因工作区域存在瓦斯而导致的停工期。

在许多矿井中确保通风，保证持续生产的花费是高昂的。由于与瓦斯排放相关的总成本低于通风系统相关支出，因此，比起加强通风，企业更应该考虑瓦斯排放系统是否有效。

增加煤炭储量。在煤矿开采的过程中，瓦斯排放系统能够减少开发矿井布局上主要区域的通道数量，此时煤炭的储量将会有所增加。

瓦斯排放系统的作用对整个煤矿系统的安全会带来积极的影响。与一个有瓦斯排放系统的矿井相比，任何高水平的瓦斯处理操作，都将存在更加危险的状况。

减少了水的问题。煤矿顶板岩层内水的存在很可能导致采矿作业的延期，而且由于顶板岩层的地质参量不同，延期时长具有不定性。当水渗入煤矿，且甲烷含量高时，如果有了瓦斯排放系统便可降低瓦斯含量。

大量瓦斯气体的存在，需要通过高空气流速来将瓦斯含量保持在规定限度以下，此时将产生更多的尘土。瓦斯排放系统可以改善矿工的工作环境舒适度。

“清洁能源”的潜在用途

近年来，随着对煤层气认识的加深，许多新的技术和潜在用途得以开发，使得煤层气可以为各种工业领域提供服务。

在发电上，煤层气是发电厂里给发电机组提供原动力的燃气发动机或锅炉使用的一种理想燃料。煤层气已经是许多新型热电厂的首选燃料，因为使用煤层气的资金投入和作业成本相对较低，而且通常甲烷气体的作业效率会更高。事实上，世界上的许多煤矿已经购买了可以燃烧煤层气的发电厂来满足煤矿本身的电力和能源需求。

煤层气适用于钢厂的鼓风炉作业。传统的鼓风炉作业是用冶金焦来解决大部分的能源需求，熔化铁矿石。由于冶金焦的价格不断上涨，钢厂正在寻求更为经济实惠的可选办法。在可获取煤层气的地区，钢厂正在寻找煤层气供应商以减少焦炭的消费，降低作业成本，增加利润。

另外，现在煤层气也用于生产甲醇，而甲醇又是今日许多产品的关键组成成分。甲醇和汽油的混合品在许多国家普遍用作汽车燃料；甲醛树脂和乙酸是化工行业的主要原料，而这两种物质是由甲醇生产而来的。城市内燃气管道缺乏燃气供应时，可将城市燃气管道公司作为销售煤层气的对象，将煤层气列入他们现有的天然气供应之列。