瓦斯发电现状及其前景分析

段文文+邹杰

摘要：将排空的瓦斯进行发电利用有助于加强煤矿瓦斯综合治理，减少环境污染，增加经济、社会及环境效益。目前，对于高浓度瓦斯的利用已经形成产业链，但是大量低浓度以及超低浓度的瓦斯仍然没有被很好利用。结合技术、政策、经济等因素对瓦斯发电发展前景进行分析，并提出合理性建议

关键词：瓦斯发电；发展前景分析

前言

在煤炭的开采过程中，瓦斯常常以伴生气的形式存在于煤层中。当瓦斯浓度处在其爆炸极限范围内时遇明火有爆炸的危险，严重威胁着煤矿的安全生产。瓦斯中甲烷气体的温室效应是CO2的21倍，瓦斯排放到大气中，会破坏地球大气的臭氧层。抽排瓦斯的大量排空，一方面，浪费大量洁净能源，污染大气环境；另一方面，随着国家与政府对环保的强制要求，瓦斯的自主排空将面临着更严格的监管。我国瓦斯资源储量丰富。煤矿在采煤的同时产生大量瓦斯，除去已被利用的部分，每年仍有约30亿立方米的瓦斯被排空浪费；煤矿在开采前需裂解煤层，将煤层中的瓦斯气体通过地面钻井抽采出去，这部分瓦斯每年约有50亿立方米。综上，每年约有80 亿立方米的瓦斯可被利用，约折合标煤1000万吨。能源是经济发展的动力，随着瓦斯这种新的洁净能源渐渐被人们认识并接受，它将会成为石油、天然气资源的有益补充，若能将这部分排空瓦斯进行利用，将会给我国的新能源战略带来深远的意

1瓦斯特性与主要利用途径

1.1瓦斯特性

瓦斯属于非常规天然气体，在煤矿煤层中储集着大量瓦斯，具有无色、无味、易燃、易爆等特性，容易在采煤过程中散发出来。CH4是瓦斯的主要成分，当空气中CH4浓度达到5%～15%时，一旦遇到明火时，极易发生爆炸事故。同时，瓦斯作为一种清洁能源，有着较高的利用价值。中国有着丰富的煤层气资源，每年采煤过程中所排放的瓦斯量高达1.3×1010 m3以上，相当于1.63×107 t的标准煤。在相当长的时期内，由于受到技术条件的制约，瓦斯一直没有得到充分利用。除了少量用于供暖之外，再无其它利用途径。大部分瓦斯被排入大气中，不仅造成了资源浪费，更对大气产生了污染。

1.2 瓦斯利用的主要途径

就目前情况来看，民用、工业燃料、化工与发电等领域，是瓦斯利用的主要途径。煤矿所处位置往往较为偏远，因而应用于民用项目的投资成本较高，且收回投资比较困难。由于民用消耗瓦斯气量少，前期要敷设大量中低压管网和入户管网，只有当用户规模达到10×104户以上时，才可能考虑进行投资。燃气锅炉也是瓦斯的一个利用途径，将瓦斯作为锅炉燃料，尽管消耗量较大，但由于其热效率偏低，且受到季节的限制较大。加上采暖的收费标准降低，导致投资回收的周期过长，经济效益不佳。瓦斯在化工生产领域的利用，不佳经济效益较差，且技术方面也存在着诸多问题和不足，因而不能作为瓦斯利用的主要途径。瓦斯发电的利用效果最佳，借助于目前成熟的内燃机技术，通过改造其进气系统和燃料供给系统，能实现较为可靠的技术保障。内燃机机组还具有投资少、见效快、安装灵活等特点，能满足不同煤矿的实际情况需求。而热一电联产技术的应用，还能进一步提高能源的利用效率，有着极佳的经济效益与环保效益。因此，瓦斯发电是最为理想的利用途径，逐步成为煤矿瓦斯利用的一种主要方式。

2.前景分析

2.1 瓦斯发电的优势

相比于燃煤发电与其它形式的发电，瓦斯发电有着极为独特的优势。不仅投资少、回收快、发电成本低，且环境污染小，经济效益与环境效益较为明显。在技术方面也较为成熟，设备可靠性高，对于煤矿安全生产有着十分重要的意义和作用。瓦斯发电站还具有规模小、结构简单等有点，便于进行安装和搬迁。瓦斯发电的耗气量大且稳定，尤其体现在热电联产等方面，容易争取CDM （清洁发展机制） 项目的减排资金支持。

2.2 制约因素分析

尽管瓦斯发电的技术比较成熟，优势也较为明显，但依然存在着一些制约因素。瓦斯发电机组往往只适用于浓度在30%以上的瓦斯，而对浓度降低的瓦斯却毫无作用。抽采技术不够成熟，抽采设备也不够完善，对瓦斯发电形成了制约。低浓度瓦斯发电只是取得了试验性成功，但尚未能投入应用。单位千瓦的投资金额较大，且严重依赖于进口的瓦斯发电机组，国产发电设备的运转可靠性较差。

2.3政策支持

当前，在发电上网等方面，依然存在着诸多障碍。一些地方对上网严格限制，一些地方可压低上网电价，对瓦斯发电的积极性与支持力度严重不足。为此，国家发改委专门出台了政策，明确提出要力争瓦斯利用的最大化，尤其是市场份额较大的低浓瓦斯。通过扶持煤层气产业的发展，促进煤层气商业化的尽快实施。在一些重点矿区，加速实施采煤采气一体化。在条件允许的情况下，鼓励低浓度煤层气发电，并尽快落实相关的优惠政策

3.建议及展望

3.1加强煤矿瓦斯抽采

利用科技保障发展瓦斯抽采利用，必须以科技创新和技术进步为出发点。要进一步加大以煤矿瓦斯抽采利用为重点的安全技改力度，地方和企业也要在配套资金上加大支持。要大力推进瓦斯开发利用国家科技重大专项的实施，加强瓦斯抽采利用重大问题的科技攻关，加大煤矿瓦斯抽采和开发利用关键技术、重点装备研发和推广应用力度。

3.2国家要认真编制和落实煤矿瓦斯抽采利用规划

为促进煤矿瓦斯抽采利用进一步发展，必须坚持科学规划，有序开发，防止乱采乱抽、浪费资源。要抓紧煤矿瓦斯抽采利用规划编制工作，明确目标、任务、标准、重点项目、资金投入、保障措施，推进煤矿瓦斯抽采利用有序有效进行。

3.3进一步完善落实瓦斯抽采

利用优惠政策目前，影响煤矿瓦斯抽采利用进一步推行的重要原因之一，是国家鼓励支持抽采利用的政策没有得到很好落实，有些政策还需要进一步完善。促进煤矿瓦斯抽采利用，关键是要落实政策、完善政策。并且要确保国家对于瓦斯抽采利用的优惠及补贴到位，不打折扣，提高瓦斯抽采企业的积极性。国家电网要积极为瓦斯发电企业创造条件，保证瓦斯发电优先上网。

4.小结

瓦斯发电技术为解决能源与环境的问题提供了全新思路。瓦斯发电技术在“十一五”、“十二五”期间得到了快速发展，为解决能源与环境的问题提供了全新思路。随着能源与环境问题的日益突出，国家对环保的要求日趋严格，大力发展瓦斯发电是未来瓦斯利用的主要方向之一，发展前景十分广阔。

参考文献：

[1]李强.矿井乏风瓦斯氧化发电技术研究进展矿业[J].安全与环保，2012（4）：122-124.

[2]林雪峰，劉胜，李伯均，等.低浓度瓦斯发电安全保障措施解析[J].中州煤炭，2012（6）：119-120.

[3]李建广，应中宝，武逢平.国产瓦斯发电机组单位瓦斯发电情况及影响因素分析[J].中国煤层气，2011（4）：39-41.

[4]石晔.低浓度瓦斯发电工艺的探讨[J].淮南职业技术学院学报，2011（3）：133-135.