簡析煤層氣利用技術

    一、煤層氣簡介

    煤層氣俗稱煤礦瓦斯，是一種以吸附狀態為主，生成并儲存在煤系地層中的非常規天然氣。其成分與常規天然氣基本相同(甲烷含量大于95％，發熱量大于8100大卡)，完全可以與常規天然氣混輸、混用，井下抽放的煤層氣不需提純或濃縮就可直接作為發電廠的燃料，可大大降低發電成本。

   煤層氣是近20年來崛起的新型潔凈能源，它在發電、工業和民用燃料及化工原料等方面有廣泛的應用，對煤層氣的合理利用可以緩解當前能源短缺的狀況，改善能源結構，降低溫室氣體排放，提高煤礦生產的安全性并帶動相關產業的發展。

    二、煤層氣利用技術

世界主要產煤國都十分重視開發煤層氣，英國、德國、前蘇聯、波蘭等國主要采用煤炭開采前抽放和采空區封閉抽放方式抽放煤層氣。上世紀80年代初美國開始試驗應用常規油氣井(即地面鉆井)開采煤層氣并獲得突破性進展，標志著世界煤層氣開發進入一個新階段。美國進行煤層氣地面開發有兩種情況，一種是在沒有采煤作業的煤田開采煤層氣，采用的技術與常規天然氣生產技術基本相似，滲透率低的煤層往往需要采取煤層氣激勵增產措施，如把二氧化碳注入不可開采的深煤層中的煤層氣回收增強技術：另一種是在生產礦區內開發煤層氣，這種情況下采氣與采煤密切相關，特別是采用地面鉆井抽取采空區的煤層氣，通常抽氣容易，不需要進行煤層壓裂處理。  

另外一些發達國家煤層氣開發技術已經非常成熟，如澳大利亞采用航空磁測和地震勘探以確定鉆井的****位置，開發了水平井高壓水射流改造技術，并應用水平鉆孔、斜交鉆孔和地面采空區垂直鉆孔抽放技術開采煤層氣。

   我國地質條件復雜，煤儲層具有“三低一高”的特點，即：低壓、低滲、低飽和、高含氣量的特征，需要進一步完善基礎理論，指導煤層氣勘探開發工作。我國對于本層、鄰近層和采空區的井下煤層氣開采都已經有比較成熟的技術，還有些關鍵技術需進一步完善。從上世紀90年代初開始引進國外煤層氣開發技術，目前基本掌握了適合我國煤儲層特征的煤層氣勘探開發技術，為煤層氣的商業化開發創造了條件。

    三、國內外支持政策

    美國1980年出臺了《能源以外獲利法》，第29條稅收補貼政策極大促進了煤層氣產業的發展。1992年美國能源管理委員會頒布第636號法令，取消了管道公司對天然氣購銷市場煦控制，更有利于煤層氣市場的擴大。

  德國2000年頒布的《可再生能源法》對德國煤層氣開發是個里程碑，該法規定今后20年內，500千瓦以上的煤層氣發電設備每產一度電補貼7歐分。

  中國從上世紀80年代就開始鼓勵煤層氣利用，1996年成立了中聯公司，把開發利用煤層氣作為一個產業來扶持，并相繼出臺了一系列優惠政策，主要包括進口設備稅減免、免征礦區使用費以及其他稅收的減免等。

   氣源充足：我國埋深2000m以淺的煤層氣資源總量約30萬億～35萬億m。，與陸上常規天然氣資源總量(30萬億m。)相當，居世界第三位。

    已有較大發展：近幾年我國煤層氣國內白營和對外合作均取得了較大進展，2000年煤層氣利用量達5億m。左右，作為商業項目來開發的煤層氣已在多個礦區展開。由撫順礦務局和沈陽煤氣公司投資的由撫順向沈陽供氣的撫順煤層氣開發利用工程總投資2.26億元。2000年底，中聯煤層氣公司在沁水盆地東南部共鉆了11口井，中國石油天然氣集團公司也于1999年完成了6口井的井組試驗。

   已有發展模式：晉城無煙煤集團公司計劃建一座120MW的煤層氣電廠，該項目已經立項，是目前世界上擬建的規模****的煤層氣電廠。據估算該項目總投資為47896萬元，其中25％由晉城礦業集團以資本金的方式注入，另外75％擬通過申請亞行優惠貸款解決。

    中聯煤層氣有限責任公司是1996年經國務院批準成立的專門從事煤層氣勘探和開發的國有公司，產品分成合同是中聯公司對外合作開發煤層氣的標準合同。合同期限通常為30年，包括勘探期、開發期和生產期三個階段，在勘探期內外方獨自承擔項目風險和所有勘探費用。原則上開發期中方參股比例最高可達51％，外方為49％，如中方決定參股比例小于51％，外方可相應提高其參股比例。

    五、經濟性分析

    各個煤礦的煤層氣抽放利用成本有較大的差異，據有關資料估算，每口生產氣井的投資約為120萬元上下。根據對某煤礦采煤后備區選取lOkm2的評價區塊所作的經濟評價，在15年服務期內煤層氣抽放的平均成本約為461元／km³�？紤]煤層氣綜合利用的經濟性還應綜合考慮以下因素：

   形成完善的市場化價格體系：目前一些地方煤層氣價格是由政府相關部門而不是根據市場需求定的，導致前期投入回收周期長。

   前期的勘探成本：煤層氣利用****的前期投入在于氣源的勘探和選址。由于我國煤層地質情況復雜，缺乏針對不同地質情況的勘探開采方法，所以應與國外有經驗的公司合作，利用其先進技術降低前期勘探成本和風險。

   采用成熟開發和利用工藝：我國煤層氣抽放技術已較為成熟，開采出來的煤層氣應利用設計先進合理的工藝加以利用，開采規模小時可就地利用，開采規模較大時可考慮外輸，建設以煤層氣為燃料的熱電廠等。

   與天然氣管網公司合作：煤層氣是能與天然氣混輸、混用的潔凈燃料，如能利用天然氣管網加以運輸，將大大降低氣開發成本，并有利于拓展終端用戶，提高其經濟性。

   六、投資融資渠道

   總結目前的煤層氣開發經驗，主要有以下參與投資開發煤層氣的方式：

    (1)與當地煤礦或燃氣公司合作組成煤層氣開發公司；

    (2)《京都議定書》規定締約方可以在境外實現部分減排，因此進行減排量的轉讓與獲得也可成為開發煤層氣的投資方式之一；

    (3)利用廢棄礦井資源，開發利用煤層氣。煤層氣的環境效益日益受到重視，一些與環境保護有關的國際組織愿意提供資金及技術支持，成為煤層氣項目發展的融資渠道。如全球環境基金 (GEF)、聯合國計劃開發署(UNDP)、亞太經濟合作組織(APEC)和支持減排量交易機制的機構如雛形碳基金(PCF)等。