煤层气回收利用温室气体减排项目开发

2019-12-11王冶中联煤层气有限责任公司质量健康安全环保部

节能与环保 2019年7期

文_王冶中联煤层气有限责任公司质量健康安全环保部

1 煤层气减排项目概况

煤层气回收利用减排来源于煤层气中甲烷的利用。CDM以及CCER机制下均包括煤层气开发利用方法学，其中CDM机制下的方法学为“Consolidated methodology for coal bed methane, coal mine methane and ventilation air methane capture and use for power (electrical or motive) and heat and/or destruction through flaring or flameless oxidation ”(ACM0008)，使用该方法学的中国CDM项目注册超过80个。CCER机制下的方法学为《回收煤层气、煤矿瓦斯和通风瓦斯用于发电、动力、供热和/或通过火炬或无焰氧化分解》（CM-003），其核心技术要求参考了ACM0008第7版，使用该方法学备案的CCER项目共19个。

2 煤层气减排项目开发要求解析

2.1 适用条件

适用该方法学开发减排项目的项目类型，包括地面钻井开采、收集采前瓦斯、收集采后瓦斯、收集通风瓦斯等各种煤层气收集方式。收集的煤层气可以采用燃烧、无焰氧化等方式直接消除，也可以通过生产电力、动力、热力等方式进行利用。

几种不能采用该方法学的情况，包括收集废弃煤矿、退役煤矿的煤层气；收集利用原始煤层气，如从与采煤毫不相干的煤层中抽取高浓度煤层气；在采煤开始前，使用CO2或其他任何流体/气体加大煤层气抽取量。

2.2 基准线识别及额外性论证

2.2.1 煤层气回收项目的基准线

煤层气回收利用项目的基准线应当是如果不开发减排项目，项目活动中被利用的煤层气最可能被如何处理。方法学中对于基准线识别规定了详细的论证步骤，首先需要列出所有潜在的煤层气回收利用技术，包括排空、火炬、发电、供热、注入管网等，从中识别出最为现实可行的情况作为基准线，即符合法律法规，不存在经济或技术障碍，并且财务收益最好的情景。

在论证项目合规性时，需要注意现行抽取瓦斯利用的相关要求，如国家标准GB21522-2008《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准（暂定）》，适用于自2008年7月1日起新建矿井及煤层气地面开发系统的煤层气（煤矿瓦斯），以及自2010年1月1日起现有矿井及煤层气地面开发系统的煤层气（煤矿瓦斯）。有两类煤层气和煤矿瓦斯属于禁止直接排入大气的气体，即：地面开发系统抽取采集的煤层气和煤矿瓦斯抽放系统抽取采集的甲烷浓度高于30%的高浓度瓦斯。依据标准要求，这两类煤层气必须进行收集，即“排空”这种情景不符合国家法律法规，需要从基准线识别过程中排除。因此，目前比较常见的CCER煤层气项目大部分属于通风瓦斯的回收利用。

2.2.2 煤层气回收项目的额外性

额外性论证通常采用财务分析的方法，说明基准线情景较没有减排资金支持的减排项目活动更具有经济性和/或财务上的吸引力。方法学规定可应运用投资比较分析法，对选定的基准线替代情景和减排项目活动的经济性进行对比分析。开展投资分析时，财务指标计算中应计入国家财政和地方财政对煤层气、煤矿瓦斯和通风瓦斯利用的补贴，以及税收减免。相关补贴可能包括煤层气作为民用燃气以及化工原料的补贴，以及煤层气电厂上网电价的补贴等。在考虑项目成本时，如基准线情景的煤层气未进行利用，即通过排空或火炬进行“废弃”，项目活动情景也应当视为废气，获取该部分气体不能计算项目成本。除非能够证明项目业主与气源方为完全独立的法人，没有共同的法人或股东，并且能够提供购气的定价依据。因此，项目通过投资比较分析进行额外性论证时，需要注意基准线情景和项目活动投资分析中成本口径的一致性，以及项目潜在收入的完整性。

2.3 减排量计算

减排量一般采用计算的方法量化，通过计算基准线情景排放量以及项目活动情景排放量的差得到，同时还需要考虑项目边界外受项目活动影响所产生的泄漏排放。煤层气回收利用项目的减排量计算较为复杂，方法学中提供了详细的计算方法，需要逐步理解其技术要求。

2.3.1 基准线排放

基准线排放包括三部分：①部分煤层气在基准线情景下已被消除或利用，这部分煤层气中的甲烷应按照被消除的情况计算排放，而不是按照排入大气的情况进行计算；②基准线情景未被利用而被释放到大气的煤层气导致的排放；③煤层气发电、供热等利用过程所替代的化石燃料供电供热过程中，燃料燃烧的排放。

基准线排放①，该部分甲烷在基准线情景下已被消除或利用，最终排放以二氧化碳的形式体现。采用被消除和利用的煤层气量，以及甲烷燃烧、非甲烷碳氢化合物燃烧的排放因子进行计算。其中，被消除的煤层气总量需要通过各类装置燃料效率进行折算，非甲烷碳氢化合物燃烧的排放因子则通过气体组分进行计算。计算难点在于基准线情景下，部分煤层气可能用于现场供热以及利用端热需求，但供热量是一个波动的数值，需要通过历史年度的供热以及波动情况，对基准线的热需求进行估算，用于确定基准线情景下供热所利用的煤层气数量。

对于基准线排放②，直接排空的煤层气量应等于项目活动回收利用的煤层气量，减去基准线排放①中确定的基准线煤层气消除和利用量。该部分基准线排放的计算难点在于需要通过确认煤层气井影响区域以及煤层气井受采矿活动影响等因素，确认符合要求可以纳入减排量计算的煤层气数量。煤层气利用和/或消除所产生的减排量只有在采煤活动进入矿井影响区域时才能被计入。

基准线排放③包括替代电网电量、替代供热以及替代交通工具燃料等，分别采用对应的产品产量与排放因子计算得到。

2.3.2 项目排放

项目排放量包括：①回收和利用煤层气消耗能源导致的排放，如化石燃料以及额外的电力热力消耗；②消除和利用煤层气过程中燃烧煤层气导致的排放；③煤层气未充分燃烧导致的排放。其中项目排放②指的是煤层气中甲烷以及其他非甲烷碳氢化合物被氧化产生的二氧化碳排放。而项目排放③指的是煤层气中部分甲烷未充分燃烧，仍以甲烷形式逸散至大气中导致的排放。

项目排放①，分别采用化石燃料消耗量、额外的电力和热力消耗量乘以对应的排放因子。其中热力消耗对应的排放因子应基于锅炉效率和燃料品种进行计算。项目排放②，计算方法与基准线排放①的计算方法相似。项目排放③则包括各类消除、利用方法中未被氧化的甲烷排放。

2.3.3 泄漏

煤层气项目的主要泄漏排放是由于项目活动煤层气利用导致不能满足基准线热需要，而采用其他能源活动满足导致的排放。因此，需要首先对项目活动是否导致基准线热需求受到影响进行判断，并依据热需求的替代燃料情况进行排放量计算。

综上，煤层气回收利用项目的减排量构成本身并不复杂，但需要确保基准线煤层气利用情况的排放得到充分的考虑，进行合理的估算，最终获得的减排量不被高估。为此，项目活动开始前已经进行了部分煤层气消除或利用时，其前期的利用以及供热情况需要提前进行长期的日度记录，用于准确的基准线排放估算。

2.4 监测方法学

依据减排量计算的要求，煤层气回收利用情况相关数据需要进行监测，用于量化项目实际可获得的减排量。监测数据包括项目能源消耗量、消除或利用的煤层气量，煤层气发电、供热或供气的产品数量，气体组分检测数据等。还涉及用于评估符合条件煤层气时所需的各类煤矿运营数据。方法学中明确规定对于项目活动下的甲烷量需要采用流量表计量，同时监测温度和压力用于确定甲烷密度。减排项目需要严格执行监测方法学要求，在项目现场配备必要的计量器具，必要时定期开展气体样品送检工作。