淺談開發利用煤層氣的現實意義

　　2019年10月11日，李克強總理在國家能源委員會會議上指出，根據我國以煤為主的能源資源稟賦，科學規劃煤炭開發布局，加快輸煤輸電大通道建設，推動煤炭安全綠色開採和煤電清潔高效發展，有效開發利用煤層氣。

　　近日，國家發展改革委印發《產業結構調整指導目錄（2019年本）》，其中鼓勵類項目包括煤層氣勘探、開發、利用和煤礦瓦斯抽採、利用。實踐証明，煤層氣的開發利用具有多重價值，不但可以大幅降低煤礦瓦斯事故率、減少礦排溫室氣體，還可作為潔淨能源產生巨大的經濟效益，對保障能源安全和降低天然氣對外依存度具有十分重要意義。

　　“瓦斯”是煤礦重特大事故的主要災害源

　　煤層氣在煤礦俗稱“瓦斯”，是與煤伴生的獨立礦種，屬非常規天然氣，是近20年在國際上崛起的潔淨、優質能源和化工原料。煤層氣以甲烷為主要成分，是儲存在煤層中、以吸附在煤基質顆粒表面為主、部分游離於煤體孔隙中的烴類氣體。煤層氣熱值是通用煤的2-5倍，1立方米純煤層氣的熱值相當於1.13千克汽油、1.21千克標准煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后幾乎不產生任何廢氣，是很好的化工原料、發電和居民生活燃料。

　　作為煤礦“瓦斯”的煤層氣，長期以來是煤礦重特大事故的主要災害源，由此導致的事故主要包括瓦斯爆炸事故和煤與瓦斯突出事故。我國國有煤礦的46%為高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井，瓦斯事故發生時會誘發頂板、火災或透水等次生事故，煤礦重特大事故中瓦斯事故比例極高。其中，瓦斯突出是一種地質災害，在大量的有害氣體瞬間涌入后，會使人窒息，但不一定會發生爆炸。瓦斯爆炸則有三個關鍵點：一是空氣中氧氣含量達到12%以上，二是瓦斯中甲烷濃度達到5%-16%之間，三是有明火，點火溫度達到650度以上。實踐証明，煤礦開採深度越深，瓦斯瞬間釋放的能量也會越大。目前，我國東部礦區煤礦開採深度逐年加大，瓦斯事故風險越來越高。

　　為有效治理瓦斯事故，我國煤礦安監部門先后制定了煤礦瓦斯治理“先抽后採，監測監控，以風定產”的“十二字方針”和“通風可靠，抽採達標，監控有效，管理到位”的“十六字體系”，但究其根本出發點來看，更多地還是聚焦在預防瓦斯事故。目前，我國煤層氣年抽採（井下和地面）量已接近200億立方米。2018年煤礦百萬噸死亡率下降至0.093，瓦斯事故死亡58人，煤層氣抽採使我國煤礦瓦斯事故得到了有效遏制。

　　加強對煤層氣開發利用可實現變害為寶

　　煤層氣在煤礦的危害，除了會釀成瓦斯爆炸或瓦斯突出事故以外，抽放排空還會造成對大氣環境的嚴重破壞。加強對煤層氣的開發利用，不但可以遏制瓦斯事故，還可以減排溫室氣體，作為潔淨能源也有巨大的經濟效益。

　　與國際比較，我國煤層氣賦存條件相對較差，同時受地質條件復雜和適應性技術不到位等的影響，目前煤層氣總體產量和利用率還比較低，特別是對於低濃度煤層氣，很多煤礦僅僅實現了抽放排空，沒有得到合理有效利用，而且造成嚴重的大氣污染和溫室效應。通常，煤礦瓦斯抽採濃度高於8％的瓦斯，可用於發電、民用或工業生產，而濃度低於8%的瓦斯則會直接排空，預計每年我國約有100億立方米的煤礦抽採瓦斯和200億立方米的通風排放瓦斯因利用困難而直接排空，其溫室效應是二氧化碳的21倍。

　　當前，煤層氣作為氣體能源家族三大成員之一，與天然氣、天然氣水合物的勘探開發一樣，日益受到世界各國的重視。從世界范圍來看，全球埋深淺於2000米的煤層氣資源約為240萬億立方米。美國是世界上煤層氣商業化開發最成功的國家。據BP的分析，預計2040年前后世界一次能源消費結構中天然氣的佔比將逐步超過煤炭和石油。

　　據統計，我國煤層氣地質資源量位居世界第三，居於俄羅斯、美國之后，佔世界煤層氣總量的12%。我國42個主要含煤盆地埋深2000米以淺的煤層氣地質資源量36.81萬億立方米，資源豐度0.98億立方米/平方千米，埋深1500米以淺的煤層氣可採資源量達10.87萬億立方米，3000米以內的遠景資源量達55.2萬億立方米。內蒙古、新疆、山西、貴州和雲南等三省兩區因得天獨厚的地質資源條件，是我國最具有規模化開採煤層氣、發展煤層氣產業的地區。

　　2018年，我國一次性能源消費結構中，煤炭佔59%，石油佔18.9%，天然氣僅佔7.8%，天然氣消費佔比遠低於近24%的世界平均水平。2018年，我國天然氣消費達到2808億立方米，其中國內產量1603億立方米，淨進口量達1205億立方米，對外依存度已經超過45%。隨著對生態環境保護的要求越來越高，終端能源需求逐步向優質高效潔淨能源轉化，天然氣的需求將繼續迅猛增長。因此，開發利用煤層氣可使燃氣在能源消費構成中的比重大大提高，對保障能源安全具有重要意義。

　　我國煤層氣清潔高效利用簡況