瓦斯回收利用是煤炭生產(chǎn)側減排的關鍵舉措之一，近年來在我國政策支持下取得一定成效，大部分煤礦瓦斯能夠實現(xiàn)資源化利用、補充能源供給、提供經(jīng)濟價值。
但與傳統(tǒng)能源生產(chǎn)銷售相比，瓦斯回收利用項目利潤有限，較難調動企業(yè)積極性。當前大部分甲烷回收和利用項目主要針對高濃度瓦斯，而低濃度瓦斯利用市場接受度不高。
日前，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《溫室氣體自愿減排項目方法學 甲烷體積濃度低于8%的煤礦低濃度瓦斯和風排瓦斯利用》（以下簡稱《方法學》），為回收利用潛力大但經(jīng)濟性不足、市場接受度不高的低濃度瓦斯回收利用技術創(chuàng)造了新發(fā)展機遇。
回收利用潛力巨大
煤炭生產(chǎn)過程中常會開采出俗稱"瓦斯"的伴生氣，主要成分為甲烷。多年來，我國煤礦瓦斯檢測、抽采技術不斷完善。但瓦斯排放造成的污染仍較大，占煤炭生產(chǎn)側溫室氣體排放總量一半以上。
甲烷控排在支撐全球氣候目標中發(fā)揮關鍵作用。聯(lián)合國環(huán)境署指出，實現(xiàn)1.5℃目標需要全球甲烷排放在2030年下降40%-45%。2023年，我國發(fā)布《甲烷排放控制行動方案》，針對所有甲烷排放領域制定減排方案，其中也包括煤礦瓦斯回收利用。
除造成碳排放外，瓦斯通常也被視為影響煤礦安全生產(chǎn)的"隱形殺手"，可能造成礦工窒息或煤礦爆炸。但瓦斯同時也是重要的天然氣資源。"我國煤礦瓦斯資源豐富，2000米以淺地質儲量達30萬億立方米以上，可采儲量12.5萬億立方米以上，約占常規(guī)天然氣的1/4左右，是我國天然氣資源的重要補充。"中國礦業(yè)大學（北京）地測學院教授李勇表示，我國煤礦瓦斯儲量分布相對集中，華北和西北區(qū)域占比達84.4%，主要集中在山西、新疆、貴州，三省區(qū)儲量約占全國的63%。
《中國能源報》記者了解到，一批煤礦企業(yè)近年來持續(xù)探索抽采瓦斯利用，通過燃燒瓦斯發(fā)電，支撐礦區(qū)電力供應，并通過熱電聯(lián)產(chǎn)的形式進行供暖或提供洗浴熱水，取得良好效益。
落基山研究所發(fā)布的《瓦斯回收利用技術發(fā)展展望》顯示，2020年我國井下瓦斯抽采量接近130億立方米，比2005年增長近5倍，瓦斯利用量達到58億立方米，相比2005年增長4.8倍。在政策和技術發(fā)展的帶動下，我國煤礦瓦斯抽采利用量大幅度上升。
低濃度利用有待加強
"瓦斯?jié)舛炔煌?，利用方式也有所不同。一般來說，高濃度瓦斯可以增壓集輸長距離利用，而低濃度瓦斯則可就地就近提純發(fā)電。"李勇表示，受多重因素影響，低濃度瓦斯開發(fā)利用遠遠低于預期。實際生產(chǎn)中，低濃度瓦斯利用面臨諸多技術和成本難題。首先，低濃度瓦斯提純成本高，利用過程對技術和設備要求高。此外，大多數(shù)礦井未配套利用項目，一般都直接對空排放。
《瓦斯回收利用技術發(fā)展展望》顯示，與傳統(tǒng)能源生產(chǎn)銷售相比，瓦斯回收利用項目的利潤有限，較難調動企業(yè)積極性。目前大部分甲烷回收和利用項目針對甲烷濃度大于等于30%的高濃度瓦斯，這一類瓦斯具有較高熱值，在利用過程中能產(chǎn)生更多能量，進而獲得更高收益。而風排瓦斯利用技術、低濃度瓦斯直燃技術的成熟度和市場接受度有限，限制了其推廣和應用。
李勇指出："8%的甲烷濃度是低濃度瓦斯能否經(jīng)濟有效利用的重要分界線。從現(xiàn)有瓦斯利用技術層面看，30%以上的高濃度煤礦瓦斯可以直接利用，濃度為8%-30%的抽采瓦斯也可用作發(fā)電并產(chǎn)生一定經(jīng)濟效益。而甲烷濃度低于8%的抽放瓦斯以及濃度低于0.75%的風排瓦斯，則由于技術限制，目前難以實現(xiàn)有效捕集和穩(wěn)定燃燒，大多直接排放至大氣中。"
據(jù)有關部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)，風排瓦斯所含甲烷約占我國正在生產(chǎn)煤礦瓦斯甲烷總量的81%，其每年排放量相當于"西氣東輸"1年的輸氣量，產(chǎn)生的溫室氣體效應約為2億噸二氧化碳當量。
副產(chǎn)物各有應用潛力
從去年的征求意見稿，到近期發(fā)布的正式版，《方法學》優(yōu)化項目適配，為回收利用潛力大但經(jīng)濟性不足、市場接受度不高的低濃度瓦斯回收利用技術創(chuàng)造了新的發(fā)展機遇。
根據(jù)《煤層氣（煤礦瓦斯）排放標準》，對目前無法利用的甲烷濃度高于或等于8%且抽采純量大于或等于10m3/min的低濃度瓦斯，應進行銷毀處理。相比先前的征求意見稿，《方法學》正式稿將適用性從"甲烷銷毀"調整為"甲烷銷毀并利用"。這意味著，對于濃度在8%以下的瓦斯，不僅要按照標準銷毀，銷毀產(chǎn)生熱量或副產(chǎn)物也要加以利用。
李勇表示，不同類型銷毀方法帶來的副產(chǎn)物各有應用潛力。"例如，催化銷毀通過催化劑將甲烷轉化為甲醇等產(chǎn)物，進一步可轉化為化工原料或能源。而熱解是將甲烷分解為氫氣和固體碳，減少排放并獲取氫氣作為能源。生物轉化則利用微生物技術，將甲烷轉化為甲酸、乙醇等化學品，既環(huán)保又具有應用潛力。"但他同時也表示，當前燃燒仍是最主流的甲烷銷毀方法，可將甲烷轉化為二氧化碳和水，雖然二氧化碳是溫室氣體，但相較甲烷，其溫室效應強度較低。
但在《方法學》征求意見稿中，無論瓦斯回收產(chǎn)生的熱量是否利用，其可能替代的其它能源產(chǎn)生的碳減排都不予考慮。而在正式版的《方法學》中，供熱部分替代減排量被納入，并簡化了計算方法。一個年回收量約500萬立方米的甲烷項目，可因這一改動增加減排量1萬噸左右。此外，簡化銷毀率監(jiān)測、增加保守算法、細化瓦斯?jié)舛葴y算等進一步優(yōu)化了《方法學》內容，為煤礦瓦斯發(fā)揮綠色價值提供更多機會。（記者 楊沐巖）
轉自：中國能源報
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