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关闭退出煤矿煤层气再利用前景广阔

左前明的黑金视野 作者:刘文革 2017-10-12 15:45:59

废弃煤矿瓦斯是指因煤炭资源枯竭、不符合安全生产条件或其他产业技术政策等原因,按相关规定程序而关闭煤矿中残存在剩余煤层、围岩及井下空间的吸附及游离态的甲烷资源。废弃煤矿瓦斯浓度一般在50%~70%,作为清洁能源可用于发电、供热、民用和工业用燃气等方面。开发废弃煤矿瓦斯具有安全、经济、环境和社会多重效益。一是能源增加清洁能源,缓解能源供应紧张局面,推动矿区可持续发展;二是降低井下密闭空间瓦斯储存压力,减少瓦斯从井筒或地表裂缝逸出,削除对生命和财产安全的威胁;三是因甲烷是一种强烈的温室气体,开展此类项目,可有效减少温室气体的排放;四是可提供新的就业机会,开成新的经济增长点,有利于矿区转型升级。

1 国外废弃煤矿瓦斯开发利用现状

煤炭是一种廉价易得的化石能源,但是,近年来各国对气候变化和环境保护日益重视,新型清洁能源增长迅速,导致大量煤矿被关闭,其中包括大量的瓦斯井工煤矿。为防治煤矿关闭后瓦斯事故,增加清洁能源供应,英德美等国非常重视废弃煤矿瓦斯利用,出台了一系列优惠政策鼓励企业开展废弃煤矿瓦斯开发利用项目。

1.1英国

英国煤炭开采历史悠久,曾是全球重要的产煤大国。但随着世界能源生产消费结构的变化、英国北海油田的开发,英国煤炭产量持续大幅下降。2015年英国政府关闭了最后一座井工煤矿(凯灵利煤矿)。

英国早在1954年就开始废弃煤矿瓦斯开发利用研究,其开发利用技术处于世界领先地位。2014年英国废弃煤矿总瓦斯涌出量9000万立方米,其中约7000万立方米被回收利用,有15个正在运行或在建的废弃煤矿瓦斯发电项目,总装机容量约52兆瓦。

英国曼斯菲尔德废弃煤矿瓦斯利用项目

考察英国废弃煤矿瓦斯利用项目

1.2德国

德国二十世纪六十年代以来,受石油产业快速发展和环境保护等因素影响,德国煤矿开采业受到较大冲击,大量井工煤矿关闭,从业人员从300万人减少到5000人,2015年剩余的3个井工煤矿也被计划于2018年之前全部关闭。

目前,德国拥有17个废弃煤矿瓦斯抽采利用项目,瓦斯发电装机容量185兆瓦,瓦斯年抽采量2.5亿立方米,抽采浓度为15%-70%,年发电量10亿千瓦时。

北莱茵威斯特法利亚废弃煤矿瓦斯发电厂

考察德国废弃煤矿瓦斯利用并与德国专家技术交流

1.3美国

美国是世界上废弃煤矿瓦斯抽采利用商业化最成功的国家,也是世界上首个将废弃煤矿瓦斯排放量计算在温室气体排放总量内的国家。根据《2013美国温室气体排放清单》数据,2011年美国共建设38个废弃煤矿开展瓦斯抽采利用项目,利用的煤矿瓦斯总量约1.6亿立方米,其中近60%的项目分布在伊利诺斯州的煤炭盆地中。

2 我国废弃煤矿瓦斯开发利用前景

2.1我国废弃煤矿数量多

我国煤矿在1997年曾多达8.2万处,随着能源结构调整和煤炭产业转型升级,以及瓦斯治理和小煤矿整顿关闭的持续开展,煤矿数量不断减少,废弃煤矿数量大量增加。

据统计2000~2015年全国累计关闭煤矿1.8万余处。关闭煤矿主要位于在山西、湖南、贵州、四川、云南、黑龙江、重庆、河北、辽宁和陕西省10个省(市),这些省份将成为下一步废弃煤矿瓦斯开发的重点省份。

我国煤矿数量变化情况

2.2资源量大

早前中国矿业大学桑树勋教授研究预测:中国井工开采方式下残煤资源总量为582.7亿吨。中国残煤赋存煤层气资源总量在1132.7-2187.2亿m3之间。但是根据目前专家研究,普遍认为废弃煤矿瓦斯资源量巨大,有近万亿立方米,极具开发价值。

2.3我国鼓励项目开发

我国政府也十分重视废弃煤矿瓦斯开发与利用,“煤矿瓦斯防治部际协调领导小组”在2016年就明确提出年度重点工作之一是“开展报废煤矿瓦斯开发利用研究工作,制定煤层气勘探开发利用管理办法,解决煤层气项目推进中的问题。”

在我国“煤层气(煤矿瓦斯)开发利用‘十三五’规划”中明确提出要加强废弃煤矿瓦斯利用工作,在大力实施煤矿瓦斯抽采示范工程的第六条提出:建设废弃矿井残余瓦斯抽采利用示范工程,选择残存瓦斯资源多、具备可持续抽采条件的废弃矿井,建设一批示范工程,研发推广废弃矿井残余瓦斯抽采利用技术。

中国工程院2017年重大咨询项目“我国煤矿安全及废弃矿井资源开发利用战略研究”中,也将废弃煤矿瓦斯资源开发利用作为一个重要的专题开展研究,其成果也将上升为国家战略来实施。

“我国煤矿安全及废弃矿井资源开发利用战略研究”启动会现场

3 几点建议:

3.1我国应加强煤矿关闭的相关政策标准研究,加快健全煤矿关闭管理法规、制定关闭技术标准,建立废弃煤矿相关资料信息的管理及共享机制。

3.2加强基础理论研究,开展科技攻关。废弃煤矿瓦斯开发利用涉及废弃煤矿盖层封盖能力评价、资源量评估、井下工程改造、矿井水涌出预测及控制技术等多项关键技术,急需加大研究力度。

3.3开展示范项目建设工作。为实现煤矿瓦斯开发利用十三五规划目标,应加紧开展示范项目建设,在矿业权、环保、安全等方面给予支持,先行先试,促进示范工程建设。

专家简介:刘文革,煤炭信息研究院副院长,长期从事煤层气产业政策和技术研究

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