瓦斯开发：变杀手为新能源

　　文-陈曦 图-China Foto Press 提供

　　淮河之滨的淮南矿业集团潘三矿，井架口比一般矿井多了不少交织的管道，直通不远处两座硕大的圆形储气罐，再经管线相连，通向矿区的一座小型发电站。

　　这一首期装机容量仅2400千瓦的发电站却寄托了很多人的希冀，它是目前全国为数

不多的瓦斯发电站之一。

　　这只是一个开始。

　　如今在这个大型矿区已有2.3万户居民开始用瓦斯作为生活燃料，1.69万千瓦的电力也是来自瓦斯，素有“煤炭行业头号杀手”之称的瓦斯如今正在新科技力量下试图成为可以发电的洁净能源。

　　瓦斯，以前在淮南矿业集团是一个“避之唯恐不及”的话题。这个全国13个亿吨级煤炭基地、七个煤电基地之一的矿区，同时也是我国瓦斯富集地区之一，仅1989年～1997年九年中，矿区就发生重特大瓦斯事故12起，死亡354人。

　　现在，通过新技术的应用，瓦斯抽放在这里变成了抽采。一字之差，使安全成本变成了生产收益。国家《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》编写小组组长袁亮说，中国瓦斯利用正逐渐起步。截至2004年年底，全国45户安全重点监控煤炭企业中，已有生活和工业瓦斯燃料用户45万户，瓦斯发电装机功率4.4万千瓦，瓦斯实际利用量4.1亿立方米，平均利用率达到24.7%。

　　据统计，中国地下2000米以内的浅瓦斯资源量为30万亿～35万亿立方米，与全国常规天然气资源量相当。作为洁净能源的天然气在我国仅够开采30～50年，因此，把煤层瓦斯气作为天然气的接续能源来开发利用，尽快实现瓦斯综合利用的产业化，不仅是解决中国能源接续问题的当务之急，也是建立节约型社会的当务之急。

　　根据国家发改委近期编制的煤矿瓦斯治理与利用总体方案，未来几年内我国将建五个煤矿瓦斯治理与利用示范工程。通过这些示范工程，将证明开发和利用煤矿瓦斯，不仅可以有效解决煤矿在安全生产领域的突出问题，而且具有较为明显的投入产出效益，从而促进瓦斯开发利用产业的迅速兴起。

　　接连不断的特大瓦斯事故坚定了政府开发瓦斯的决心

　　从国家高度来关注瓦斯开发已成共识

　　瓦斯又叫沼气，这个化学元素符号为CH4的气体无毒、无味、无色,可广泛用于烧水、做饭，也可以用作照明，由于瓦斯燃烧稳定,因而也常常用于工业发电和烧制陶瓷。

　　它的产生是由于在木材还没有来得及腐烂之前便被埋入了沼泽，随着岁月的更替，沼泽内的泥沙逐渐变成了煤，同时溢出大量的氢和氧元素。而由于氢和氧的分解溢出并不完全，一部分没有散失到大气中的碳氢化合物就构成了瓦斯气体。这些瓦斯留存在透气性不那么好的煤层中或岩石中,藏在了地下,浓度大的甚至逐渐聚集形成了煤层气田。

　　瓦斯的浓度达到5%～15%时,跟空气混合以后,遇到火源就可以爆炸。

　　中国46%的煤矿属于高瓦斯矿，瓦斯含量大，煤层透气性低，加之地质构造复杂、断层多、地应力大，采掘时极易发生瓦斯突出现象。由于国家一直以煤炭为主要能源，为了国民经济发展的需要，条件再复杂、环境再恶劣的煤矿，都不得不纳入开采范围。全国已有相当数量矿井开采到了600米以下的瓦斯突出区，却仍在加紧作业，而每向下开掘10米，作业面温度就会升高1℃，瓦斯爆炸的可能性就会增加一分。

　　尽管有种种客观原因，但煤矿瓦斯事故仍是造成中国煤矿特大伤亡的最主要事故。

　　从统计分析看，新中国成立以来，全国煤矿共发生一次死亡百人以上的事故19起，死亡3162人。其中18起是瓦斯事故，死亡3052人，事故起数和死亡人数分别占95%和97%。2001～2005年，全国煤矿发生一次死亡30人以上的事故28起，死亡1689人。其中，瓦斯事故24起，死亡1558人，事故起数和死亡人数分别占86%和92%。仅从近期发生的一系列煤矿事故就可一瞥端倪：2004年6月陕西黄陵矿瓦斯爆炸22人遇难，2004年10月河南大平煤矿瓦斯爆炸148人遇难，2005年11月黑龙江七台河煤矿爆炸169名矿工遇难……

　　预防瓦斯事故是一个世界性难题，我国在这方面的技术、装备上欠缺尤多。目前我国煤炭资源勘察的最高精度是250米方格网，多数只能采取500米方格网，也就是说，对数百平方米范围内的煤层、瓦斯分布状况只通过一个钻孔去了解，对具体开采而言无异于盲人摸象，出现意外情况是难免的。

　　煤矿瓦斯爆炸有三个必须条件——瓦斯浓度达到爆炸限度、火源和足够的氧气，对任何一个条件的有效控制都可以避免瓦斯爆炸。据此，安全监管部门提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针。先抽后采旨在有效降低井下瓦斯浓度，是从源头治理瓦斯灾害的重要措施。建立和完善监测监控手段，可以提早发现瓦斯突出前兆，做到防患于未然。有多大的通风能力就维持多大的产量规模，是防止井下瓦斯积聚的先决条件。

　　应当承认，安全生产和经济成本之间的矛盾是所有煤矿面临的一大现实难题。如瓦斯抽放，就是一项高成本的工作，必须耗费大量时间，有的工作面在开采前要抽放半年、一年甚至更长时间。据中国煤炭工业协会提供的数据，每出一吨煤要增加10元的成本，以当前煤炭平均出矿价计算，相当于煤价的二十分之一，是一笔相当可观的开支。

　　安全和生产本身就是一对矛盾，无论模型预测、打孔检测还是瓦斯抽放，都有一套繁复的程序，需要相当长的时间，如果煤矿每时每刻都严格按照规程一环一环不折不扣地操作下来，势必影响生产进度。

　　接连不断的煤矿特大瓦斯事故坚定了政府开发瓦斯的决心，从国家的高度来关注瓦斯的开发已经成为一种共识。

　　我国煤层气地面开发仍处于勘探和小范围生产试验阶段

　　尚未进入规模化开发利用时期，市场前景巨大

　　调查数据显示，中国矿井瓦斯开发利用率仅为10%。

　　截至目前，全国投入煤层气勘探开发的资金约14亿元人民币，其中国内投资约4亿元人民币，国外投资近10亿元人民币。中国煤层气资源的60%分布在经济比较发达的中部地区，在地理分布上，与天然气资源有很好的互补性，有明显的市场优势，然而这种优势一直没有显现。

　　从这些数据不难看出，煤层气地面开发在国内仍处于勘探和小范围的生产试验阶段，尚未进入规模化开发利用时期。目前仅有中联公司、晋城煤业集团、阜新瓦斯利用生产试验井组在进行科研的同时开始探索性生产煤层气。

　　从2005年中期开始，一切开始加速。

　　这种加速从中联公司的发展路线图也可以清楚地看出：首先，在煤层气资源丰富的山西南部建立煤层气高技术产业化示范工程项目，整个工程总计钻井900余口，最终建成年产7亿立方米的大型煤层气生产区。其次，申报国家级技术攻关项目，煤层气技术攻关主要集中在研究羽状分支井的相关技术，缩短煤层气开采年限，增加采出率，缩短占地面积，从而大幅度降低煤层气开采利用的成本以及成立国家级煤层气工程研究中心、协助国家发改委制定瓦斯治理和利用的整体方案、协助发改委制定煤层气“十一五”开发利用规划。目前，成立国家级煤层气工程研究中心的计划已经得到发改委的批复。

　　事实上，看好瓦斯商机的绝不只有这几家矿业集团。除了总投资20.65亿元的山西煤层气综合开发计划、淮南矿业集团“民用燃气—工业燃气—瓦斯发电—瓦斯化工”等项目外，山西晋城、重庆松藻、贵州盘江等地的煤炭企业也已经把拟建煤层气发电项目的相关规划报到发改委。

　　“我对煤层气的市场前景非常乐观。”淮南矿业集团瓦斯利用分公司副经理金学玉说，尽管自2002年上马煤层气(瓦斯)开发项目后，公司就保持年均亏损600万元～800万元的“高纪录”，但他坚信五年后公司就可轻松盈利。

　　这种坚信的背后是有着花旗银行、国际济丰投资公司以及日本的三菱总工、英国的可再生能源公司的“资助开发”。与此同时,一些国际巨头甚至直接把触角伸到了中国。英国环保工程公司中国主管舒尔茨表示：“我们初步打算，在中国投资3500万欧元开发瓦斯。”舒尔茨说，他们最热中的是利用瓦斯发电以及通过管道输送到城镇居民家中，作为居民生活用气。

　　目前我国已经和世界近十个国家合作开发了19个瓦斯项目。除了德士古、菲利普斯、美国远东能源公司等传统的国际合作伙伴外，日本丰田通商株式会社等企业集团也希望在煤层气开发领域分一杯羹，该社主任久保曾在近期赴宁夏实地考察瓦斯发电合作项目。

　　没有开发利用的瓦斯是矿难的罪魁祸首

　　但把瓦斯抽采出来变成电力

　　罪魁祸首就变成和天然气一样的宝贝了

　　西气东输管道的建成将给煤层气产业的发展带来新的机遇。

　　我国主要的煤层气盆地，如鄂尔多斯盆地、沁水盆地等，都在西气东输管道的沿线，而就近生产的煤层气通过加压就可以直接输入天然气管道，大大节约了煤层气生产企业对长输管线的投资。

　　据煤炭科学研究院重庆分院瓦斯研究所所长文光才分析，我国瓦斯产业一旦发展起来，会给相关产业带来不小的商机。这是因为瓦斯产业涉及到与瓦斯的开发及利用相关的产业，它们包括土建、环保、钻进机械、瓦斯抽取及输送设备、输送管道、监测监控设备、瓦斯发电设备、利用瓦斯生产化工原料的设备等。

　　以国内2004年7.5亿吨煤炭生产产量计算，假设一个矿井按年产量400万吨/年计，约188个矿井，按每个矿井建一套瓦斯抽放系统，每套投资2000万元计，则仅抽放系统建设将为相关产业带来37.6亿市场。

　　在这样的产业规模背景下，瓦斯开发如果没有政府的支持，根本不可能成功。

　　国务院总理温家宝、副总理黄菊等国家领导人2005年先后对煤层气开发利用进行了多次批示和具体指导，国家发改委也积极促进和协调煤层气产业的发展。

　　“煤层气开发利用项目的发展，除了矿难和能源紧缺的因素，我们不能忽略了CDM(清洁发展机制)项目带来的机遇。”绿源锦业环境能源咨询顾问公司总裁王齐领导的公司正为中国众多能源企业提供CDM项目咨询。

　　CDM项目是源于《京都议定书》的清洁能源项目。该项目以购买二氧化碳温室气体减排额的形式，对中国部分煤层气开发项目提供资金。山西晋城煤业集团的煤层气发电项目就属此类。晋城煤业集团出售了该项目约450万吨二氧化碳温室气体的减排额,收益近1900万美元,而这些减排额仅占整个项目减排额的20%左右。

　　同时，目前瓦斯开发还有一个利好就是我国已基本掌握煤层气开发的常规技术。“九五”“十五”期间，煤层气攻关获得了一批科研成果，基本掌握了煤层气地质基础理论和勘探方法，特别是在煤层气有利地区，优选、欠平衡钻井技术及储层改造方面都有所突破。

　　目前我国已钻专门的煤层气参数试验井300多口，中联公司除有七个煤层气自营勘探项目外，现正在和美国、澳大利亚等油气公司合作在20多个区块进行煤层气的风险勘探，特别是在沁水盆地南部枣园试验区，形成了一个15口井的小型煤层气试验井网，建立了煤层气发电站和压缩站,并向附近居民供气。

　　当然，更大的利好是：年抽出量100万立方米的瓦斯矿井，刚好可带动装机容量为500千瓦的发电机组。上马这样一个项目，投资额为150万到160万元人民币，按年发电300万度计算，利润为200万元左右。

　　瓦斯的开发利用尽管是一个长期的投资过程，但其增值的财富是令人惊讶的。英国市场分析人士认为，中国瓦斯煤层气的开发利用将会带来20亿欧元的巨大市场。

　　“没有开发利用的瓦斯是矿难的罪魁祸首，但是把瓦斯抽采出来，运输到发电厂和居民区加以利用，罪魁祸首就变成和天然气一样的宝贝了。”煤炭行业资深专家黄腾说。

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