Question

煤层气资源的综合利用

Answer 1

(一)煤层气综合利用价值较高

煤层气主要成分与常规天然气相同，可以与常规天然气混输混用，可作为与常规天然气同等优质的能源和化工原料使用。煤层气不仅可以像天然气一样直接使用，还可以液化为汽车燃料，也可广泛用于生产合成氨、甲醛、甲醇、炭黑等方面，其开发利用的前景广阔。煤层气的热值与常规天然气相当，1m³煤层气相当于1kg燃油和1.25kg标准煤。煤层气燃烧时所产生的污染物一般只有石油的1/40，煤炭的1/800。燃烧同样热值的煤层气释放的二氧化碳要比石油少50%，比煤炭少75%^［83］。据统计，全国每年因采煤从矿井中抽放的煤层气达42×10⁸m³，如果全部被利用，相当于增加570×10⁴t标准煤，可缓解能源供应紧张局势，可增加产值15亿元以上，同时还可减排二氧化碳6750×10⁴t，极大地减少了大气污染，有利于净化空气^［131］。开发利用这一优质洁净的新能源，可以在一定程度上优化我国的能源结构。

煤层气综合利用价值很高，可用于发电燃料、工业燃料、车用燃料、化工原料和居民生活燃料。一般从生产矿区的采空区抽出的煤层气浓度较低，并含有较多的杂质，地面开采的煤层气浓度高、质量好。中等质量的煤层气适合当地民用或供井口瓦斯电厂。高质量的煤层气可以进入天然气管道系统，输送到远方用户，供其他大城市居民、大电厂、化肥厂和化工厂使用^［132］。煤层气还是汽车、发电等工业的优质燃料。

图6－7 我国煤层气资源区域分布^［117］

(二)煤层气发电效益显著

煤层气(瓦斯)发电的效益显著。瓦斯发电厂投资比同规模火电厂的投资增加大约20%～30%，但是发电效率约是同规模火电厂的1.2～1.3倍。火电厂的回收期一般为5～7年，煤层气电厂的回收期一般不超过10年。

胜利油田胜利动力机械有限公司的试验和山西晋城沁水盆地的实践证明:甲烷含量达100%的1m³煤层气，可以发3.2～3.3kW·h电，即使是甲烷含量30%的1m³煤层气也可以发1kW·h电;如果采用先进的燃气－蒸汽联合循环发电机组，1m³煤层气(瓦斯)可以发5.0～5.3kW·h电。

此外，煤层气发电余热和尾气还可以综合利用。发电尾气余热通过加装热交换器，取代井筒热风炉，向井筒供暖风，解决冬季井筒结冰问题。利用尾气余热采用热水型溴化锂吸收式冷热水装置，可以获得最廉价的冷、热风，对办公楼房和居民住宅实现冬季供应暖风、夏季供应冷风，可以享受到城市中央空调的条件。在发电及尾气部分加装热交换器，可以提供洗澡用水。拆除原锅炉系统，可减少烧煤污染和浪费，同时省去操作人员;通过管道把低温尾气送入蔬菜大棚，可为蔬菜大棚提供热量和植物所需的二氧化碳源。在尾气余热利用以后，还可以再增加一套设施来回收二氧化碳，用二氧化碳生产干冰或压缩罐装后出售。

(三)煤层气可作为汽车用清洁燃料

煤层气等同于天然气，可以代替汽油和柴油作为汽车燃料使用。目前中联煤层气有限责任公司和晋煤集团已分别在晋城市沁水枣园和潘庄建成煤层气压缩站，通过压缩将煤层气罐装槽车，由拖车运至市区煤层气加气站，对改装后的两用燃料汽车进行加气。

加工成CNG或LNG的煤层气作为汽车燃料具有以下应用优点:①环保效益。尾气中不含铅，基本不含硫化物，其燃烧尾气中CO排放量比汽油减少97%、HC减少72%、NO_X减少93%、CO₂减少24%、SO₂减少90%、噪音减少40%。与燃油相比，是更环保的清洁燃料。②经济效益。气价低廉，与使用汽油燃料相比，同样里程，燃料费要节省40%～60%。③技术成熟。目前天然气汽车已在全国各大中城市广泛推广应用，煤层气与天然气相同，建煤层气压缩站资金回收周期短，所以推广应用较为便捷。

(四)煤层气可作为城市燃气

煤层气在城市中应用途径非常广泛。煤层气可通过煤层气槽车或集中输气管道送至城市集中居民区，供居民、宾馆、饭店等使用，减少烧煤的浪费和污染，优化城市大气环境。煤层气是一种无毒、无腐蚀的气体，不含常规天然气中必不可少的硫(H₂S)等有害杂质，也不含苯、汞、铅等可致癌的有毒物。因此，煤层气是比天然气还要洁净的清洁能源。

总之，从我国能源需求预测和煤层气利用价值可知:由于我国油气资源供应不足，煤层气资源供不应求，我国煤层气产业化具有必要的市场条件。