瓦斯發(fā)電現(xiàn)狀及其前景分析

段文文+鄒杰

摘要：將排空的瓦斯進(jìn)行發(fā)電利用有助于加強(qiáng)煤礦瓦斯綜合治理，減少環(huán)境污染，增加經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境效益。目前，對(duì)于高濃度瓦斯的利用已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)鏈，但是大量低濃度以及超低濃度的瓦斯仍然沒有被很好利用。結(jié)合技術(shù)、政策、經(jīng)濟(jì)等因素對(duì)瓦斯發(fā)電發(fā)展前景進(jìn)行分析，并提出合理性建議

關(guān)鍵詞：瓦斯發(fā)電；發(fā)展前景分析

前言

在煤炭的開采過程中，瓦斯常常以伴生氣的形式存在于煤層中。當(dāng)瓦斯?jié)舛忍幵谄浔O限范圍內(nèi)時(shí)遇明火有爆炸的危險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。瓦斯中甲烷氣體的溫室效應(yīng)是CO2的21倍，瓦斯排放到大氣中，會(huì)破壞地球大氣的臭氧層。抽排瓦斯的大量排空，一方面，浪費(fèi)大量潔凈能源，污染大氣環(huán)境；另一方面，隨著國家與政府對(duì)環(huán)保的強(qiáng)制要求，瓦斯的自主排空將面臨著更嚴(yán)格的監(jiān)管。我國瓦斯資源儲(chǔ)量豐富。煤礦在采煤的同時(shí)產(chǎn)生大量瓦斯，除去已被利用的部分，每年仍有約30億立方米的瓦斯被排空浪費(fèi)；煤礦在開采前需裂解煤層，將煤層中的瓦斯氣體通過地面鉆井抽采出去，這部分瓦斯每年約有50億立方米。綜上，每年約有80 億立方米的瓦斯可被利用，約折合標(biāo)煤1000萬噸。能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，隨著瓦斯這種新的潔凈能源漸漸被人們認(rèn)識(shí)并接受，它將會(huì)成為石油、天然氣資源的有益補(bǔ)充，若能將這部分排空瓦斯進(jìn)行利用，將會(huì)給我國的新能源戰(zhàn)略帶來深遠(yuǎn)的意

1瓦斯特性與主要利用途徑

1.1瓦斯特性

瓦斯屬于非常規(guī)天然氣體，在煤礦煤層中儲(chǔ)集著大量瓦斯，具有無色、無味、易燃、易爆等特性，容易在采煤過程中散發(fā)出來。CH4是瓦斯的主要成分，當(dāng)空氣中CH4濃度達(dá)到5%～15%時(shí)，一旦遇到明火時(shí)，極易發(fā)生爆炸事故。同時(shí)，瓦斯作為一種清潔能源，有著較高的利用價(jià)值。中國有著豐富的煤層氣資源，每年采煤過程中所排放的瓦斯量高達(dá)1.3×1010 m3以上，相當(dāng)于1.63×107 t的標(biāo)準(zhǔn)煤。在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，由于受到技術(shù)條件的制約，瓦斯一直沒有得到充分利用。除了少量用于供暖之外，再無其它利用途徑。大部分瓦斯被排入大氣中，不僅造成了資源浪費(fèi)，更對(duì)大氣產(chǎn)生了污染。

1.2 瓦斯利用的主要途徑

就目前情況來看，民用、工業(yè)燃料、化工與發(fā)電等領(lǐng)域，是瓦斯利用的主要途徑。煤礦所處位置往往較為偏遠(yuǎn)，因而應(yīng)用于民用項(xiàng)目的投資成本較高，且收回投資比較困難。由于民用消耗瓦斯氣量少，前期要敷設(shè)大量中低壓管網(wǎng)和入戶管網(wǎng)，只有當(dāng)用戶規(guī)模達(dá)到10×104戶以上時(shí)，才可能考慮進(jìn)行投資。燃?xì)忮仩t也是瓦斯的一個(gè)利用途徑，將瓦斯作為鍋爐燃料，盡管消耗量較大，但由于其熱效率偏低，且受到季節(jié)的限制較大。加上采暖的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)降低，導(dǎo)致投資回收的周期過長，經(jīng)濟(jì)效益不佳。瓦斯在化工生產(chǎn)領(lǐng)域的利用，不佳經(jīng)濟(jì)效益較差，且技術(shù)方面也存在著諸多問題和不足，因而不能作為瓦斯利用的主要途徑。瓦斯發(fā)電的利用效果最佳，借助于目前成熟的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，通過改造其進(jìn)氣系統(tǒng)和燃料供給系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)較為可靠的技術(shù)保障。內(nèi)燃機(jī)機(jī)組還具有投資少、見效快、安裝靈活等特點(diǎn)，能滿足不同煤礦的實(shí)際情況需求。而熱一電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，還能進(jìn)一步提高能源的利用效率，有著極佳的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。因此，瓦斯發(fā)電是最為理想的利用途徑，逐步成為煤礦瓦斯利用的一種主要方式。

2.前景分析

2.1 瓦斯發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

相比于燃煤發(fā)電與其它形式的發(fā)電，瓦斯發(fā)電有著極為獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。不僅投資少、回收快、發(fā)電成本低，且環(huán)境污染小，經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益較為明顯。在技術(shù)方面也較為成熟，設(shè)備可靠性高，對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)有著十分重要的意義和作用。瓦斯發(fā)電站還具有規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單等有點(diǎn)，便于進(jìn)行安裝和搬遷。瓦斯發(fā)電的耗氣量大且穩(wěn)定，尤其體現(xiàn)在熱電聯(lián)產(chǎn)等方面，容易爭取CDM （清潔發(fā)展機(jī)制） 項(xiàng)目的減排資金支持。

2.2 制約因素分析

盡管瓦斯發(fā)電的技術(shù)比較成熟，優(yōu)勢(shì)也較為明顯，但依然存在著一些制約因素。瓦斯發(fā)電機(jī)組往往只適用于濃度在30%以上的瓦斯，而對(duì)濃度降低的瓦斯卻毫無作用。抽采技術(shù)不夠成熟，抽采設(shè)備也不夠完善，對(duì)瓦斯發(fā)電形成了制約。低濃度瓦斯發(fā)電只是取得了試驗(yàn)性成功，但尚未能投入應(yīng)用。單位千瓦的投資金額較大，且嚴(yán)重依賴于進(jìn)口的瓦斯發(fā)電機(jī)組，國產(chǎn)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性較差。

2.3政策支持

當(dāng)前，在發(fā)電上網(wǎng)等方面，依然存在著諸多障礙。一些地方對(duì)上網(wǎng)嚴(yán)格限制，一些地方可壓低上網(wǎng)電價(jià)，對(duì)瓦斯發(fā)電的積極性與支持力度嚴(yán)重不足。為此，國家發(fā)改委專門出臺(tái)了政策，明確提出要力爭瓦斯利用的最大化，尤其是市場(chǎng)份額較大的低濃瓦斯。通過扶持煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)煤層氣商業(yè)化的盡快實(shí)施。在一些重點(diǎn)礦區(qū)，加速實(shí)施采煤采氣一體化。在條件允許的情況下，鼓勵(lì)低濃度煤層氣發(fā)電，并盡快落實(shí)相關(guān)的優(yōu)惠政策

3.建議及展望

3.1加強(qiáng)煤礦瓦斯抽采

利用科技保障發(fā)展瓦斯抽采利用，必須以科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步為出發(fā)點(diǎn)。要進(jìn)一步加大以煤礦瓦斯抽采利用為重點(diǎn)的安全技改力度，地方和企業(yè)也要在配套資金上加大支持。要大力推進(jìn)瓦斯開發(fā)利用國家科技重大專項(xiàng)的實(shí)施，加強(qiáng)瓦斯抽采利用重大問題的科技攻關(guān)，加大煤礦瓦斯抽采和開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)、重點(diǎn)裝備研發(fā)和推廣應(yīng)用力度。

3.2國家要認(rèn)真編制和落實(shí)煤礦瓦斯抽采利用規(guī)劃

為促進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用進(jìn)一步發(fā)展，必須堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃，有序開發(fā)，防止亂采亂抽、浪費(fèi)資源。要抓緊煤礦瓦斯抽采利用規(guī)劃編制工作，明確目標(biāo)、任務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)、重點(diǎn)項(xiàng)目、資金投入、保障措施，推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用有序有效進(jìn)行。

3.3進(jìn)一步完善落實(shí)瓦斯抽采

利用優(yōu)惠政策目前，影響煤礦瓦斯抽采利用進(jìn)一步推行的重要原因之一，是國家鼓勵(lì)支持抽采利用的政策沒有得到很好落實(shí)，有些政策還需要進(jìn)一步完善。促進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用，關(guān)鍵是要落實(shí)政策、完善政策。并且要確保國家對(duì)于瓦斯抽采利用的優(yōu)惠及補(bǔ)貼到位，不打折扣，提高瓦斯抽采企業(yè)的積極性。國家電網(wǎng)要積極為瓦斯發(fā)電企業(yè)創(chuàng)造條件，保證瓦斯發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)。

4.小結(jié)

瓦斯發(fā)電技術(shù)為解決能源與環(huán)境的問題提供了全新思路。瓦斯發(fā)電技術(shù)在“十一五”、“十二五”期間得到了快速發(fā)展，為解決能源與環(huán)境的問題提供了全新思路。隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，國家對(duì)環(huán)保的要求日趨嚴(yán)格，大力發(fā)展瓦斯發(fā)電是未來瓦斯利用的主要方向之一，發(fā)展前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]李強(qiáng).礦井乏風(fēng)瓦斯氧化發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展礦業(yè)[J].安全與環(huán)保，2012（4）：122-124.

[2]林雪峰，劉勝，李伯均，等.低濃度瓦斯發(fā)電安全保障措施解析[J].中州煤炭，2012（6）：119-120.

[3]李建廣，應(yīng)中寶，武逢平.國產(chǎn)瓦斯發(fā)電機(jī)組單位瓦斯發(fā)電情況及影響因素分析[J].中國煤層氣，2011（4）：39-41.

[4]石曄.低濃度瓦斯發(fā)電工藝的探討[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（3）：133-135.