基于节能降耗的瓦斯发电经济效益分析

施冰

摘 要：在可持续发展思想指导下发展经济，乃是当今社会的大势所趋，已经形成了国际性共识。我国是能源大国，但是同时我国也是高污染国家，我国致力于节能降耗、发展清洁环保型经济任重道远。瓦斯作为高效清洁能源中的一种，在我国有着广泛的储量，对于瓦斯能源的开发利用，近年来受到了国家有关方面的重视，在发展政策上给予了一些倾斜，这为瓦斯发电企业响应国家号召，建设资源节约型企业、进一步提高瓦斯发电的经济效益创造了有利条件，提供了宝贵时机。文章首先简要介绍了瓦斯的特性及其排放机理，然后从节能降耗视角出发对瓦斯发电所带来的经济效益做了认真分析。

关键词：瓦斯发电；经济效益；节能降耗

瓦斯是有害气体！这是在过去很长时间里，人们对瓦斯的普遍认识。这种认识，在今天看来，是狭隘的、不公正的。那么瓦斯到底是不是有害气体呢？对于这个问题，应从唯物主义角度出发辩证地看待。一方面，从煤炭开采角度看，瓦斯确实是有害气体，能给煤矿生产安全带来严重的威胁，并且，从环境保护角度看，瓦斯造成的温室效应还加剧了全球气候的变暖；但是，另一方面，从能源角度看，瓦斯则是一种非常好的高效清洁能源，利用瓦斯发电，能为矿山创造丰厚的经济效益，并且，还切合了可持续发展理念，让人类的子孙后代“望得见山、看得见水、记得住乡愁”。

一、瓦斯的特性与排放机理

瓦斯具有无色、无味、易燃、易爆等特性，在煤层中大量储集着，是一种非常规天然气体，往往会随着采煤作业而散发出来。瓦斯的主要成分是CH4，当浓度比占到空气的5%～15%时，遇到明火极易发生爆炸，但是，为一种高效清洁能源，利用瓦斯发电带来的经济效益也是非常可观的。

在煤矿井下，尽管煤层气与煤炭是相伴而生的，但是在开发利用上两者却有着显著的不同要求，因而不能完全按照煤炭开发利用的方法来开发利用煤层气。当下，开发利用煤层气的机理是，“抽排煤层承压水，降低煤储层压力，促使吸附态甲烷解吸为大量游离态甲烷，并在地层压力和井筒压力差的作用下运移至井口。”

我国煤层气资源非常丰富，储量很大，据悉，每年采煤排放的瓦斯量高达1.3×1010m3以上，这个数值堪比1.63×107t的标准煤。在过去，由于开采和利用技术上的落后，瓦斯作为高效清洁能源的优越性一直没有得到发挥，基本上都随着采煤作业被排进了大气中，既污染了环境，又浪费了资源，瓦斯发电厂的建立和运转，让瓦斯作为高效清洁能源的优越性有了发挥的空间。

二、基于节能降耗的瓦斯发电经济效益分析

建立瓦斯发电站，利用煤矿开采作业中排除的瓦斯进行发电，在技术上已经不是问题。瓦斯发电站主要由输送系统、发电机组、冷却系统和控制系统组成，核心组成部分发电机组。利用煤矿生产作业中排除的“废气”发电，实现“废物利用”，瓦斯发电为我们展现出了节能环保、稳定性强、适应性强、可再生性强等令人期待的特性，我们要充分利用好这些特性，把它们转化为经济效益，这是建立瓦斯发电站的目的所在。

利用瓦斯发电为煤矿企业带来了“变废为宝”的机会。比如，在采煤之前，先开采煤层气，直接收益是降低瓦斯爆炸率，提高煤矿生产的安全性，深层收益是“变废为宝”，将瓦斯转化为高效清洁能源，利用瓦斯发电，为企业创造巨大经济效益和社会效益。

首先，从环保角度而论，瓦斯发电是利用“废气”在进行发电，如果不将这些所谓“废气”用来发电，那么它们的命运就是被排进大气之中，造成生态环境上的污染，这不仅破坏了我们赖以生存的家园，而且，政府还要拿出资金来治污，这样一反一正，利用瓦斯发电所带来的经济效益和社会效益就可想而知了。

其次，从节能角度而论，瓦斯的主要成分为CH4，其低热值为35807kJ/Nm3，在浓度30%的时候，其低热值为10742kJ/Nm3，据测算，“1 Nm3且浓度为30%的瓦斯在充分燃烧时产生的热量约为0.37kg標准煤充分燃烧产生的热量”，由此可知，利用瓦斯发电或供暖，可在一定程度上减少对标准煤的使用，为节约煤炭资源做出贡献。

第三，从减排角度而论，通常人们只注意到，二氧化碳在全球变暖过程中贡献了很大力量，但是CH4在全球变暖过程中贡献的力量也很重要，而且随着矿山作业效率的提高，还有上升趋势。有研究显示，目前，CH4引起的温室效应已经超过了二氧化碳，约是二氧化碳的二十一倍，并且，CH4在大气中存在的时间也较长，一般是十五年左右，由此可见，将瓦斯用来发电，减少气体排放量，对减轻和减缓温室效应是很有意义的。

第四，从稳定性角度而论，当今社会已经步入到了生产自动化时代，尤其是计算机技术的飞速发展，为瓦斯发电采用先进的控制系统和自动化奠定了良好的技术基础，有了计算机技术和远程控制技术的加持，利用瓦斯发电的稳定性就有了可靠保证，因而企业利用瓦斯发电带来的经济效益也就有了可靠保证。

第五，从适应性角度而论，一座瓦斯发电站的建设成功，其发电机组除了为利用瓦斯发电提供了便利条件，与此同时，也为利用其他废气如油田废气、垃圾填埋场废气等发电提供了便利条件，瓦斯发电机组的这种适应性，当然会被瓦斯发电站的管理人员转化为创造经济效益的有利时机。

第六，从可再生性角度而论，瓦斯发电是把废气加以利用的一项技术，是把无用的东西变成了有用的东西，给“死去”的东西注入了新的生命力，因而我国说利用瓦斯发电是具有很强的再生性的。

第七，从运行成本角度而论，瓦斯发电是利用废弃物质发电，不需要额外燃料，成本较低。举例来说，每立方米纯瓦斯可发电3.0―4.2度，则每立方米30%浓度的瓦斯可发电1.0―1.4度，利用30%浓度的瓦斯发电成本约需0.15元/度，而上网电价约按0.6元/度及时，所以说，利用瓦斯发电其运行成本是很低廉的。

第八，从市场竞争角度而论，我们知道，火电成本受煤炭价格影响较大，风电的成本受风能资源的影响较大，集中式光伏的成本受太阳能资源及技术路线影响较大，并且，风能资源的发电成本已经和火电十分接近，大型光伏电站的发电成本也在主要电气设备降价和技术提升的助力下快速下降，而在竞价、平价上网、特高压线路的建设、促进消费等政策的影响下，如果是利用瓦斯发电则可以保持良好的经济效益。

第九，从发展空间角度而论，我国地大物博，人口众多，国民经济增长速度较快，是世界上的第二大经济体，因此，在电量消费方面的潜力也是非常巨大的。例如，2021年，我国全社会用电量达到了83128亿千瓦时，同比增长了10.3%。另据观研报告网发布的《中国瓦斯发电行业发展趋势分析与投资前景调研报告（2022-2029年）》显示，根据新的资源评价结果，我国陆上煤层气资源量36.8万亿立方米，与陆上常规天然气资源量（38万亿立方米）相当，仅次于俄罗斯和加拿大，由此可知，在我国，利用瓦斯发电的上升空间也是十分巨大的。

第十，从国家政策角度而论，我们都知道，在2020年的11月份，我国生态环境部、发改委、国家能源局三部门联合发布了《关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知》（以下简称《通知》），在这份《通知》中，我国政府首次提出了对温室气体排放进行管控的要求，这份《通知》还同时指出，对于甲烷体积浓度大于等于8%的抽采瓦斯，在确保安全的前提下，应进行综合利用。这项政策对瓦斯发电站来讲，当然是振奋人心的利好消息。

总之，通过上述分析，我们不难推测，利用瓦斯发电，在经济效益、社会效益和发展前景等方面，在未来都是非常令人期待的。

参考文献：

1.煤矿瓦斯创新利用与实践[J]. 范文利;杨伟峰.煤炭加工与综合利用，2022（04）

2.新时期煤矿瓦斯发电技术与发展研究[J]. 王晓东.石化技术，2019（04）