85%),是以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體;根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,從泥炭發(fā)展到無煙煤過程中每噸煤可產(chǎn)生50-300m3的煤層氣。" />

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煤層氣資源開采的現(xiàn)狀和未來

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 黃誠 ? 2014-11-14 16:34:09  來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 E3826G0
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   煤層氣資源開采的現(xiàn)狀和未來
   煤層氣資源勘探的現(xiàn)狀和未來
   煤層氣開采利用的機(jī)遇與威脅解析

煤層氣又稱為“瓦斯”,是一種與煤炭伴生的非常規(guī)天然氣,主要成分是甲烷(甲烷含量>85%),是以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體;根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,從泥炭發(fā)展到無煙煤過程中每噸煤可產(chǎn)生50-300m3的煤層氣。

煤層氣采出方式主要有兩種,一是抽采煤層氣,一是風(fēng)排瓦斯(乏風(fēng)瓦斯)。風(fēng)排瓦斯(CH4<1%)是國內(nèi)涌出煤層氣的主要處理方式,通過通風(fēng)裝臵降低礦井中瓦斯的濃度,目前國有重點(diǎn)煤礦通風(fēng)能力基本能滿足需求,但不具備利用價(jià)值;井下鉆采是在煤炭開采過程當(dāng)中,在煤層中掘進(jìn)專門的抽采巷道,在本煤層、鄰近煤層和采空區(qū)鉆孔抽采,開采出的煤層氣濃度低(1%< CH4<30%)。地面開采是將煤層氣作為一種有用的礦產(chǎn)資源,與油氣資源開采類似,通過地面鉆井開采,純度高(CH4>90%)。

圖表1:煤層氣地面開采和井下抽采對比

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前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

煤層氣地面開采規(guī)模

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布2015-2020年中國煤層氣行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)及投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告顯示,近年來,我國煤層氣的地面開采規(guī)模以每年約5億方左右的速度平穩(wěn)增長,由2008年的5億立方米增長到2012年的25.7億立方米。2013年,煤層氣地面開采量達(dá)到30億立方米,同比增長16.60%。

圖表2:2008-2013年中國煤層氣地面開采規(guī)模(單位:億立方米)

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資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

煤層氣井下抽采規(guī)模

自2007年國家出臺相關(guān)優(yōu)惠政策后,我國煤層氣地下抽采規(guī)模不斷擴(kuò)大,煤層氣的開發(fā)進(jìn)入了一個(gè)相對快速的發(fā)展階段,2012年煤層氣井下抽采規(guī)模土坯100億立方米,同比增長17.45%;2013年全國井下抽采規(guī)模為108.87億立方米,同比增長8.54%。

圖表3:2008-2013年煤層氣井下抽采規(guī)模及增長情況(單位:億立方米)

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資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

地面開采與井下抽采前景分析

1、井下抽采煤層氣具有產(chǎn)量天花板

相對于地面鉆采,煤層氣井下抽采受到煤炭開采總量的限制。2013年全國原煤生產(chǎn)總量約為37億噸,全國煤層平均含氣量為9.76m3/t,按照目前井下抽采采收率為30%-40%計(jì)算,有108-144億方煤層氣可以實(shí)現(xiàn)井下抽采,2013年實(shí)際實(shí)現(xiàn)了100.30億方的開采。未來井下煤層氣抽采的進(jìn)一步增長,必須依賴煤炭開采的持續(xù)增長或者地下煤層氣采收率的提升。煤炭開采受限于經(jīng)濟(jì)增長的減緩和替代能源的增加,未來大規(guī)模的快速增長并不現(xiàn)實(shí),另外井下抽采煤層氣采收率提高受限于科技水平和經(jīng)濟(jì)性的影響,存在較大的不確定性,但總的來說只要是配合煤炭開采,那么就具有產(chǎn)量“天花板”。

2、地面開采比井下開采煤層氣更具經(jīng)濟(jì)性

井下抽采的低濃度煤層氣(CH4<30%)中混有空氣,單位體積熱值低、運(yùn)輸成本高,無法實(shí)現(xiàn)規(guī)?;睦?,只能在當(dāng)?shù)鼐徒褂?,或者直接稀釋排空(每年國?nèi)排空的煤層氣達(dá)150億方,溫室效應(yīng)遠(yuǎn)高于二氧化碳)。只有當(dāng)濃度達(dá)到80%及以上時(shí),管道運(yùn)輸LNG、CNG槽車運(yùn)輸?shù)炔啪哂薪?jīng)濟(jì)性。高濃度瓦斯主要有兩種來源:一是地面抽采的煤層氣,甲烷含量達(dá)95%以上;另一種是通過濃縮工藝將井下抽采的煤層氣濃度提高。采用井下低濃度瓦斯?jié)饪s工藝則成本過高。

目前低濃度瓦斯提純技術(shù)主要使用真空變壓吸附法(VPSA),即低濃度瓦斯在常壓下被吸附塔吸附后,再利用抽真空的方法降低CH4的分壓,使其解吸并匯集起來。處理原料為抽采泵排出的CH4含量在5%-50%之間的煤層氣,通過兩級吸附可以實(shí)現(xiàn)甲烷濃度30%-90%之間自由調(diào)節(jié),其中30%以上的可以直接用作民用燃?xì)狻?a kid="6b1bdea157e14c9e" class="blue_dtn" target="_blank">瓦斯發(fā)電、鍋爐燃燒等。濃度在90%以上的則可以通過LNG撬車、CNG裝罐或者管道運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)商業(yè)化利用。

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