煤层气综合开发利用探讨

1、煤层气论文煤层气开发论文阳城县煤层气综合开发利用发展探讨摘要：阳城县煤层气资源丰富，但是目前煤层气综合利用还处于起步阶段，具有很大的发展潜力，应当统一规划、合理布局，使煤层气资源得到充分利用。关键词：煤层气；开发；CDM；发电；供气一、前言阳城县位于山西省东南部晋豫交汇处，全县总面积1968平方公里，总人口38万。2009年实现生产总值115亿元，财政收入完成22亿元，农民人均纯收入达到5262元，县域经济综合实力排全国314位，居于山西省十强县行列。县内拥有矿产资源20多种，煤炭、白云石、铝矾土、陶瓷粘土储量尤其丰富。阳城作为全国100个重点产煤县之一，境内煤炭资源十分丰富，优质无烟煤含煤面

2、积745平方公里，占县国土面积的37.86%，煤炭储量达66.6亿吨，区域上属沁水煤田，主要分布于境内中北部的城关、八甲口、润城、北留、町店、芹池、寺头、西河、演礼、固隆等乡镇。阳城县现有煤矿占有储量约13亿吨，煤层气作为煤炭的伴生资源，在阳城行政辖区内极为丰富，是山西省最具开发前景的煤层气开发利用基地之一。煤层气作为优质洁净能源和基本化工原料，开发利用对于改善、调整产业和能源结构、保护生态环境，培育新型产业，推动节能减排，促进经济社会可持续发展具有重要意义。二、煤层气产业发展面临的形势从我国经济发展形势和能源结构的演变趋势分析，山西煤层气产业正面临飞速发展的大好时机。在国家及省政策的强力推动

3、下，阳城煤层气产业的发展即将掀开新的一页。（一）政府大力推动煤层气资源的开发利用2006年，我国首次将煤层气开发列入“十一五”能源发展规划。2006年6月19日，国务院办公厅印发了关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见。（二）宏观经济发展与能源供求形势我国目前正处于经济社会快速发展的关键时期，国内油气供需缺口将急剧扩大，洁净气体能源的比重将不断增加。据预测，到2010年和2020年天然气需求将分别上升至1000亿m3与2000亿m3，而同期国内产量只有700亿m3与1000亿m3，给煤层气的利用提供了巨大的市场空间。煤层气是我国常规天然气最现实、最可靠的补充能源，开发和利用煤层气可以有效

4、地弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足，同时对减少进口、稳定石油天然气价格，保障国家能源安全具有重要意义。（三）促进节约资源与改善环境状况山西每年因采煤排放的煤层气约60亿m3，接近“西气东输”量的一半。资料表明，我国因采煤每年向大气排放的甲烷气体达70亿m3-90亿m3，居世界第一。如果把矿井煤层气加以利用，有利于改善能源结构，可以节约大量的能源资源。以煤为主的能源结构和能源利用的低效是造成大气环境污染的重要因素。煤层气排空不仅浪费了宝贵的能源资源，而且导致了全球气候变化与大气污染。煤层气（甲烷）的温室效应是CO2的21倍，对臭氧层的破坏是CO2的7倍。开发利用煤层气必将有助于改善城

5、市大气环境状况，进一步提高人民群众的生活质量和生活水平。（四）煤矿安全生产的基本保障煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。抽采利用煤层气可以使煤矿瓦斯涌出量降低50%-70%，有利于改善煤矿安全生产条件，从根本上防止煤矿瓦斯事故，保证煤炭行业的持续、健康发展。（五）煤层气开发经济效益显著煤层气开发利用有利于煤炭企业提高经济效益，为社会创造财富。首先，抽采利用煤层气，降低煤矿瓦斯涌出量，能减少矿井建设费用；其次，煤层气作为一种优质高效能源和化工原料，具有极大的市场价值；再次，煤层气产业的发展必将带动电力、建筑、钢铁与化工等相关产业的发展，增加就业机会，促进社会经济发展。（六）清洁发展机制推动

6、煤层气产业发展有效的利用节能减排的纲领性文件京都议定书所确定的清洁发展机制（即CDM机制），可在开发利用煤层气资源、减少温室气体排放的同时带来可观的经济效益。截至目前，我国政府批准的CDM项目共1443个，其中已有254个CDM项目成功注册。在我国政府已批准项目、已注册项目、已获得签发项目中，煤层气综合开发利用（特别是瓦斯发电项目）都占有很大比例。三、阳城县煤层气开发利用现状阳城县行政辖区内主力煤层为山西组3号、太原组9、15号，煤种主要为无烟煤，埋藏深度约150m-500m；三层煤层总厚6.4m-10m，平均8m左右；含气量8.0m3/t-17.5m3/t，平均13m3/t；煤层气资源丰度1

7、.7亿m3/km2-2.0亿m3/km2，渗透率一般在1md以上，预计煤层气资源总量为78.38亿立方米。阳城县煤层气资源有利开发区域主要分布在中北部，从其分布、开采条件和资源品质来看，有着分布集中，埋藏浅，可采性好，甲烷含量高（大于95%）等特点，具备大规模开发的资源优势，开发前景广阔。阳城县现有74座煤矿中，吨煤瓦斯相对涌出量在10立方米以上的高瓦斯矿井共有30座，占矿井总数的44%，其中瓦斯突出矿井3座，突出危险矿井5座。30座高瓦斯矿井煤层气资源总量达45.7亿m3，有抽采系统的矿井十八座，抽采系统正常运行的十六座。这十六座矿井瓦斯资源量高达37.48亿m3，十六座矿井达产后每年抽采瓦

8、斯纯量8223.44万m3，平均每矿每年抽采纯量达到513.97万m3，平均浓度波动幅度为6%-68%。阳城煤层气综合利用主要集中在以下几个方面：（一）煤矿瓦斯发电和生活用气目前，全县抽采矿井瓦斯气年利用总量约3376.79万m3，利用率为49.5%。利用瓦斯发电的有五座煤矿，分别为大宁、芹池、国营屯城、国营义城、白沟，其中属县调度的瓦斯发电厂4座（芹池、屯城、义城、白沟），装机总容量为4.3兆瓦。16座高瓦斯矿井中部分瓦斯用于矿区生活用气，作为锅炉、暖风、灶房燃气使用。（二）城乡供气目前，阳城县城区已建成CNG供气装置，2万方储气柜正在建设中，完成庭院调压器48台，现有2544户居民安装了供

9、气设施并开始供气，供气规模逐步扩大。润城镇从2007年开始，拟在17个村发展村镇供气工程，目前已经有屯城438户和望川400户投入使用，标志着乡镇居民利用清洁燃料的时代已经来临。（三）输气管网建设随着国家“西气东输”工程的实施，阳城县城镇输气管网从无到有。目前，在建城镇输气管道两条：国家级天然气干线管网和省级煤层气干线管网。四、煤层气开发及利用存在的主要问题阳城县煤层气开发利用虽然经历了多年的发展历程，煤层气开发取得了较大进展，煤层气利用进程加快，取得了一定的成绩。但是，对煤层气开发利用的认识上始终停留在为煤矿安全生产服务的附属地位，对煤层气开发利用在改善能源结构、调整产业结构、提高资源利用水

10、平、保护生态环境、促进节能减排等方面的重要性缺乏足够而深刻的认识，未能真正将其作为新能源、新产业对待，在产业政策、招商引资等方面尚未给予足够的重视，影响到煤层气产业有序、健康、快速发展。（一）缺乏统一的规划由于有关煤层气产业发展的政策扶持滞后，资源开发和产业发展缺乏系统的规划，已进入煤层气开发领域的各部门和企业相互封锁，多头规划，开发布局不尽合理，开发利用不能有效衔接，随意布点、无序建设和抢占地盘现象十分突出。规模小、布点散给产业化开发利用带来系列矛盾和问题。如县内重点煤层气资源矿区存在着抽采瓦斯主要是为了解决煤矿安全生产，瓦斯利用考虑的不够充分，抽采出来的煤层气资源大部分排向大气，既污染了环

11、境又造成了资源的白白浪费，存在着矿区抽采和利用相脱节等问题，影响了阳城县煤层气产业的有序、规范、规模发展。（二）资源管理体制不顺我国对煤层气资源开发实行国家一级统一管理。这一制度有利于国家对煤层气资源的统一规划与管理，但在实际工作中造成了同一煤田内煤层气资源与煤炭资源登记重叠，煤层气开发与煤炭开采相脱节，即矿权与气权分置问题。也造成了山西乃至阳城县在煤层气开发方面缺乏应有的主导权，致使省级、县级与国家煤层气开发利用部署无法有效衔接和推进。这直接影响到山西乃至阳城县煤炭工业发展和煤层气开发利用企业的积极性。（三）缺乏必要的激励和约束机制，资源利用未充分体现其价值由于许多煤炭开采企业将井下瓦斯大量

12、向大气排放，既浪费了资源，又污染了环境。据测算，阳城县所辖矿井因采煤07年抽采煤层气约6822.44万立方米（折合纯甲烷），而利用不足3376.79万m3，约为抽采量的49.5%，剩余量均排到大气中，若按每立方米1.0元计算，直接经济损失为3000多万元。若将6822.44万立方米纯甲烷完全利用，则每年减少碳排量115.98万吨；若在CDM机制下成功注册，按每吨碳10美元的较低价格计算，则每年可创收1159.8万美元。五、煤层气产业发展的基本思路和发展目标丰富的煤层气资源、良好的发展环境以及广阔的市场需求，为阳城今后实现煤层气产业化发展目标奠定了坚实基础。阳城县煤层气的发展思路应该是：以矿井煤

13、层气抽采为前提，加强矿区地面煤层气开发；以煤层气产出基地为源头，以瓦斯发电为先导，以城镇民用和工业利用为重点，以城镇输气管网为纽带，逐步向沿途和周边城镇扩散。发展目标应该为：到2015年，初步形成抽采、开发、利用相配套，瓦斯发电、民用燃气、工业燃气相结合，产业布局合理、经济效益、社会效益、环境效益突出的产业格局。为实现以上目标，煤层气产业发展方向应该为：第一，井下抽采煤层气。按照一方面要保证煤矿安全；另一方面要积极提高资源抽采率和提高抽采瓦斯浓度，逐步扩大抽采规模。第二，地面煤层气开发。从现在到2015年期间，阳城煤层气开发要以井田面积大、瓦斯含量高、资源条件好的矿区为重点，积极推进高瓦斯矿井采煤采气一体化项目，以有效降低矿井瓦斯含量，做到有计划、有步骤地开发煤层气资源。第三，煤层气利用。瓦斯气按照就近利用原则，主要用于瓦斯发电、矿区生活、民用等。地面煤层气主要作为气代油高品位的利用，积极推进压缩、液化项目，大力发展城镇燃气和工业燃料，力争煤层气化工转化有所突破。六、结论阳城县煤层气资源丰富，具有很大发展空间，但目前煤层气综合利用还处于起步阶段，存在缺乏统一规划、资源管理机制不顺、缺乏必要的激励