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1、中国煤层气技术概览和减排潜力煤炭信息研究院1. 中国煤层气储量煤层气是与煤炭共伴生的一种非常规天然气，与常规天然气资源量相当。煤层气是一种洁净能源， 开发利用煤层气可以增加能源供应，改善煤矿安全和减少温室气体排放。中国是世界上主要煤炭生产大国之一，也是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，煤炭资源总量（包括探明储量和远景资源量）5 万亿吨左右，居世界前列。同时我国还拥有丰富的煤层气资源，在埋深3002000m 以内的煤层气资源量达3035 万亿 m3。它们分布在不同的含煤盆地、不同的成煤时代、不同的储层类型之中，其埋藏深度、勘探程度等相差也很大，为成功开采造成一定困难。据统计，我国国有重点煤矿中高瓦

2、斯和瓦斯突出矿井占48%。2. 中国煤层气抽采技术现状我国煤层气抽采技术包括井下抽采和地面开发。井下抽采技术已应用于许多矿区， 是现在和近期煤矿区煤层气开发的主要技术。地面开发技术主要包括地面标准井和地面采空区井抽采技术。我国煤矿区煤层气的井下抽采起步较早，目前各种抽采技术已十分成熟，基本上处于世界领先水平， 并已形成完整的井下抽采技术体系，适合各种地质条件的煤层气抽采。常用的井下抽采技术包括本煤1层抽采、邻近层抽采、采空区抽采和综合抽采法。其中邻近层抽采利用工作面回风副巷布置钻场， 钻场打在工作回采面所形成的裂隙带内并到达邻近层。 邻近层卸压煤层气抽采法在全国得到了最广泛的应用。 当邻近层瓦

3、斯涌出量大于 30m3/分钟的时候，采用该方法的抽放率可达到 85%以上。煤层气的地面开发有两种途径： 一种是抽采未开采煤层中的煤层气，另一种是抽采生产矿区内煤层气。我国自 90 年代开始试验和推广煤层气地面回收技术， 到目前为止已取得长足的进展， 但大规模商业化开发仍未取得突破性进展。最近几年，随着国家对煤矿安全生产的重视， 加大了对煤层气抽采系统的投入，煤层气抽采量迅速增加， 2003 年全国煤层气抽采量达到 15.21 亿 m3。160015211500)1400130011463m 1200M980（1100t1000858nu900789o729742m800630A70056460

4、0e534530g600a434458n500ia400rD300200100019901991199219931994199519961997199819992000200120022003图 1 1990-2003 年中国煤矿区煤层气抽采量3. 中国煤矿区煤层气（ CMM）的开发利用现状我国煤层气利用始于70 年代末，到目前为止，共建成煤层气利用工程 100 多个，全部在煤矿区， 而且多是以提高煤矿区居民生活水2平为主的居民燃气利用形式。近年来，随着环保意识的增强，政府放开天然气价格，煤层气作为一种能源得到更多的认可。因此，利用煤层气发电，用作工业燃气等项目得到大量开发。3.1 煤层气发电

5、煤层气发电是一项多效益型煤层气利用形式。 它将煤层气变为电能，可以方便地输送，同时也是实现温室气体减排的最有效手段之一。近年来，我国煤层气发电发展迅速。 煤层气电厂燃气发电机组主要有两类：燃气轮机和燃气发动机。燃气发动机具有小型、轻便、热效率高（可达 40%）和对煤层气浓度变化适应性强等优点，适用于小型电厂。燃气轮机具有功率大的特点，单机功率可达 50MW 和 100MW ，但发电效率一般在 30%左右，一般适用于大型煤层气电厂。目前，国内的煤层气利用发电项目主要有：晋煤集团120MW 煤层气发电项目， 淮南矿业集团瓦斯综合利用项目，松藻煤电公司煤层气 20MW 发电项目，贵州水城煤层气发电项

6、目。由于燃气发动机的热效率较高， 这些项目均采用国外或国内生产的燃气发动机，以提高井下抽采煤层气的发电利用效率和综合利用率。3.2 煤层气民用目前，我国煤层气利用主要以民用为主，煤层气民用量占总利用量的 70%以上。井下抽采的煤层气中CH4 浓度平均为 3050，可直接供给矿区居民用户以及食堂、医院和学校等用户。 但由于矿区居民较少，因此大规模民用必须以城市为落脚点。3目前，国内的煤层气民用的主要项目有：抚顺矿区供沈阳煤层气项目，阳泉煤层气城市燃气项目，阜新矿区供阜新市煤层气项目，铁煤集团供调兵山市煤层气项目。3.3 煤层气的工业利用煤层气的工业利用主要是用作工业燃料和生产化工产品。早期主要是

7、用于生产碳黑和甲醛， 但经济性较差。 目前的煤层气工业利用主要是作为工业燃料代替工业煤气、天然气、液化石油气或燃煤。目前，国内的煤层气工业利用项目有：铁法煤层气供法库县陶瓷城项目，阳泉煤层气氧化铝焙烧项目。4. 中国煤层气减排潜力2004 年，中国煤炭产量达19.56 亿吨，井下煤层气抽采量仅18亿 m3。预计 2005 年煤炭产量将超过21 亿吨。实际上，每年煤矿开采过程中排放的煤矿煤层气将超过170 亿立方米（ CH4 纯量），相当于排放 1.83 亿吨 CO2。而且其中约 91%是通过矿井通风瓦斯直接排入大气当中（见图2），浓度低于 1%，利用相当困难。4抽采煤矿区煤层气6%3%利用量未

8、利用的抽放瓦斯91%通风瓦斯(VAM)图 22004 年中国煤层气排放渠道比例我国煤层气排放的另一个特点是抽采煤矿区煤层气中的利用率较低，仅占抽采总量的65%左右。这是由于我国煤矿区煤层气的抽采大多数是煤矿生产的辅助手段，以保证井下安全生产为目的。目前在装备井下瓦斯抽放系统的煤矿中，井下煤层气的抽采率仅23%左右。根据目前各矿区的经验， 只要抽采的煤层气能够得到充分利用，以用促抽，仅以目前我国现有的井下抽采技术和装备，抽采率将可以达到50%以上。并且近两年来，中国政府越来越重视煤炭安全生产，并且逐步加强安全监察管理力度，制订了“先抽后采，监测监控，以风定产”的煤矿安全方针， 为此将有更多的煤矿建立新的抽放系统或者对原有的抽放系统进行改造。预计今后几年我国井下煤层气抽采量将会很快突破30 亿 m3，如果按利用率 60%，仅单摧毁这些甲烷产出的减排量就将达0.235 亿吨CO2e。5另外，我国各大矿区以及研究机构正积极开展利用煤矿通风瓦斯的项目，现在我国每年通过通风瓦斯排向大气的甲烷总量超过150 亿m3，合理利用这部分资源，将产生巨大的温室气