新路径推动低浓度瓦斯回收利用 煤炭生产再遇减排新机

　　瓦斯回收利用是煤炭生产侧减排的关键举措之一，近年来在我国政策支持下取得一定成效，大部分煤矿瓦斯能够实现资源化利用、补充能源供给、提供经济价值。

　　但与传统能源生产销售相比，瓦斯回收利用项目利润有限，较难调动企业积极性。当前大部分甲烷回收和利用项目主要针对高浓度瓦斯，而低浓度瓦斯利用市场接受度不高。

　　日前，生态环境部发布《温室气体自愿减排项目方法学 甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》（以下简称《方法学》），为回收利用潜力大但经济性不足、市场接受度不高的低浓度瓦斯回收利用技术创造了新发展机遇。

　　回收利用潜力巨大

　　煤炭生产过程中常会开采出俗称"瓦斯"的伴生气，主要成分为甲烷。多年来，我国煤矿瓦斯检测、抽采技术不断完善。但瓦斯排放造成的污染仍较大，占煤炭生产侧温室气体排放总量一半以上。

　　甲烷控排在支撑全球气候目标中发挥关键作用。联合国环境署指出，实现1.5℃目标需要全球甲烷排放在2030年下降40%-45%。2023年，我国发布《甲烷排放控制行动方案》，针对所有甲烷排放领域制定减排方案，其中也包括煤矿瓦斯回收利用。

　　除造成碳排放外，瓦斯通常也被视为影响煤矿安全生产的"隐形杀手"，可能造成矿工窒息或煤矿爆炸。但瓦斯同时也是重要的天然气资源。"我国煤矿瓦斯资源丰富，2000米以浅地质储量达30万亿立方米以上，可采储量12.5万亿立方米以上，约占常规天然气的1/4左右，是我国天然气资源的重要补充。"中国矿业大学（北京）地测学院教授李勇表示，我国煤矿瓦斯储量分布相对集中，华北和西北区域占比达84.4%，主要集中在山西、新疆、贵州，三省区储量约占全国的63%。

　　《中国能源报》记者了解到，一批煤矿企业近年来持续探索抽采瓦斯利用，通过燃烧瓦斯发电，支撑矿区电力供应，并通过热电联产的形式进行供暖或提供洗浴热水，取得良好效益。

　　落基山研究所发布的《瓦斯回收利用技术发展展望》显示，2020年我国井下瓦斯抽采量接近130亿立方米，比2005年增长近5倍，瓦斯利用量达到58亿立方米，相比2005年增长4.8倍。在政策和技术发展的带动下，我国煤矿瓦斯抽采利用量大幅度上升。

　　低浓度利用有待加强

　　"瓦斯浓度不同，利用方式也有所不同。一般来说，高浓度瓦斯可以增压集输长距离利用，而低浓度瓦斯则可就地就近提纯发电。"李勇表示，受多重因素影响，低浓度瓦斯开发利用远远低于预期。实际生产中，低浓度瓦斯利用面临诸多技术和成本难题。首先，低浓度瓦斯提纯成本高，利用过程对技术和设备要求高。此外，大多数矿井未配套利用项目，一般都直接对空排放。

　　《瓦斯回收利用技术发展展望》显示，与传统能源生产销售相比，瓦斯回收利用项目的利润有限，较难调动企业积极性。目前大部分甲烷回收和利用项目针对甲烷浓度大于等于30%的高浓度瓦斯，这一类瓦斯具有较高热值，在利用过程中能产生更多能量，进而获得更高收益。而风排瓦斯利用技术、低浓度瓦斯直燃技术的成熟度和市场接受度有限，限制了其推广和应用。

　　李勇指出："8%的甲烷浓度是低浓度瓦斯能否经济有效利用的重要分界线。从现有瓦斯利用技术层面看，30%以上的高浓度煤矿瓦斯可以直接利用，浓度为8%-30%的抽采瓦斯也可用作发电并产生一定经济效益。而甲烷浓度低于8%的抽放瓦斯以及浓度低于0.75%的风排瓦斯，则由于技术限制，目前难以实现有效捕集和稳定燃烧，大多直接排放至大气中。"

　　据有关部门统计数据，风排瓦斯所含甲烷约占我国正在生产煤矿瓦斯甲烷总量的81%，其每年排放量相当于"西气东输"1年的输气量，产生的温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。

　　副产物各有应用潜力

　　从去年的征求意见稿，到近期发布的正式版，《方法学》优化项目适配，为回收利用潜力大但经济性不足、市场接受度不高的低浓度瓦斯回收利用技术创造了新的发展机遇。

　　根据《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》，对目前无法利用的甲烷浓度高于或等于8%且抽采纯量大于或等于10m3/min的低浓度瓦斯，应进行销毁处理。相比先前的征求意见稿，《方法学》正式稿将适用性从"甲烷销毁"调整为"甲烷销毁并利用"。这意味着，对于浓度在8%以下的瓦斯，不仅要按照标准销毁，销毁产生热量或副产物也要加以利用。

　　李勇表示，不同类型销毁方法带来的副产物各有应用潜力。"例如，催化销毁通过催化剂将甲烷转化为甲醇等产物，进一步可转化为化工原料或能源。而热解是将甲烷分解为氢气和固体碳，减少排放并获取氢气作为能源。生物转化则利用微生物技术，将甲烷转化为甲酸、乙醇等化学品，既环保又具有应用潜力。"但他同时也表示，当前燃烧仍是最主流的甲烷销毁方法，可将甲烷转化为二氧化碳和水，虽然二氧化碳是温室气体，但相较甲烷，其温室效应强度较低。

　　但在《方法学》征求意见稿中，无论瓦斯回收产生的热量是否利用，其可能替代的其它能源产生的碳减排都不予考虑。而在正式版的《方法学》中，供热部分替代减排量被纳入，并简化了计算方法。一个年回收量约500万立方米的甲烷项目，可因这一改动增加减排量1万吨左右。此外，简化销毁率监测、增加保守算法、细化瓦斯浓度测算等进一步优化了《方法学》内容，为煤矿瓦斯发挥绿色价值提供更多机会。（记者 杨沐岩）

　　转自：中国能源报

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