从国家发展改革委能源局8月26日在胜动集团主持召开的煤矿瓦斯利用工作研讨会上,记者了解到,目前世界拥有的煤层气资源总量约为240万亿立方米,资源量最多的5个国家依次为:俄罗斯、中国、加拿大、美国、澳大利亚。全国埋深2000米以浅煤层的煤层气储量约为30~35万亿立方米,大体与我国的天然气总量相当,资源十分丰富。据计算,1000立方米煤层气相当于1吨标准煤;其发热量可达30MJ/立方米以上,据此估算我国的的煤层气储量相当于350亿吨标准煤或240亿吨石油。如果能将丰富的煤层气资源加以开发利用,可以有效缓解当前的能源紧张局面。
煤层气利用初尝甜头
山西省晋城市无烟煤变质程度高,埋藏深,煤层顶底板透气性差,煤体的煤层气含量高,吨煤煤层气含量达17.5~50立方米;压力为1.1~13.7Mpa。目前已探明煤层气田面积550平方公里,煤层气总储量达6.85万亿立方米,约占山西省煤层气储量的2/3强。晋城市现有各类煤矿590余座,其中高瓦斯矿井达145座,占山西省高瓦斯矿的1/3多。目前,在全市145座高瓦斯矿井中,有45座煤矿已建成了地面瓦斯抽放泵站,年抽排瓦斯量达到6.18亿立方米,其中部分矿井有少量加以利用,绝大多数矿井都直接排放到大气中,既污染环境,又白白浪费掉洁净的高热值能源。
针对晋城地区丰富的地下煤层气资源和现有生产矿井中建成完善的瓦斯抽排系统,2000年,时任胜利油田机械动力厂厂长陈宜亮带领工程技术骨干深入晋城山区地方煤矿进行多次考察调研经与晋城市煤炭工业局通力合作,多方协调,选定晋城市沁水县五里庙煤矿作为利用瓦斯发电试点。2000年8月份动工奋战一个月于9月开始发电,机组运行相当稳定正常,我国第一台瓦斯发电机组(站)从此在晋城诞生。
自从第一台瓦斯发电机组试点成功,胜利油田动力机械厂对机组不断改进,性能逐步提高。由于瓦斯发电站一般为坑口电站,既可满足煤矿的电力需求,又可降低煤矿用电成本。目前晋城市45座已有瓦斯抽放系统矿井中,有18座煤矿建设了燃气发电机组共63台,装机总容量达32400KW。每台机组加附属配套装置共需投资150万元,按每度电0.25元售给煤矿计算,3年即可收回投资,煤矿用电相比电网电价便宜0.15元/度左右。一个30万吨的高瓦斯矿,抽放浓度30%,折算成纯煤层气量约1300万立方米,如果全部用于发电,可发电3900万度,创造产值1500万元除煤矿自用电900万度/年,可以节约电费200万元外还可上网送电3000万度,创收750万元。如果全排空,相当于每年白白直接损失掉950万元。
此外,在晋城地区,通过地面钻孔抽采地下煤层气,目前已形成规模,并已实现商品化产销用体系。中联煤层气有限公司、晋城煤业集团、山西亚美大宁能源有限公司已建成了100余座地面抽采钻井,并分别建成了煤层气压缩站,通过专用槽车将压缩后的煤层气运至城市内供居民生活和部分用气工业使用。
理想的车用清洁燃料
煤层气等同于天然气,是一种清洁燃料,可以代替汽油作为汽车燃料使用。记者在这次会议上了解到,目前中联煤层气有限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,对改装后的双燃料汽车进行加气。
据有关专家介绍,煤层气可以替代汽油作为汽车燃料。煤层气作为汽车燃料具有以下应用优点一是环保效益:尾气中不含铅,基本不含硫化物,与燃油相比,一氧化碳可减少72%,氮氧化物减少39%,是更环保的清洁燃料;汽车噪音小;二是经济效益:气价低廉,与使用汽油燃料相比同样里程,油费要节省30%~50%。投资少,建煤层气压缩站周期短,宜推广;三是技术成熟。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,所以推广应用较为便捷。目前中联煤层气有限公司和晋煤集团已分别在我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,对改装后的双燃料汽车进行加气。
此外煤层气在城市中应用途径也非常广泛。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,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,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灌装出售。
煤层气开发亟待政策配套
记者在这次会议上了解到,目前煤层气的开发和利用还缺乏相关的配套政策,这也在一定程度上限制了煤层气的开发利用。
首先是瓦斯发电并网难,并局限于自发自用。以晋城市为例,该市地方煤矿从2000年9月开发建设全国第一台瓦斯燃气发电机组以来,虽然已累计建设18座煤矿瓦斯发电站,装机共有63台,装机容量达3.24万KW。但是因受种种条件限制,煤矿已有瓦斯抽放泵站不能自建瓦斯发电站,已建有瓦斯发电站的不能扩建。原因其一,煤矿建瓦斯发电站并网难;其二,虽然通过关系并网,并网协议中明确只限自发自用,不得向电网倒送电和自行转供电、发展用电户。由于地方乡村煤矿用电负荷极少,一般在600KW左右,所以煤矿只能安装两台500KW机组就足够用了,而两台发电机用瓦斯还不足煤矿抽排瓦斯量的1/10。如果按煤矿抽放量安装发电机组,发电量将超过自用量,出现向电网送电,凡是倒送的电量,电力部门既不统计也不给予结算电费,反而按违反协议给予处罚。
其次是瓦斯发电专线并网,不准煤矿自发自用。由于利用煤矿瓦斯进行发电,其燃气发电机组设备已定型,技术基本过关,发电工艺简单、投资少、工期短、见效快,易实施,所以建瓦斯发电站的矿点在不断增多,而且发电站的装机台数也在增加,这就形成在这一区域的多数煤矿用电变成了自发自用,并且有倒送电现象,造成电力部门在这一区域的售电市场受到很大冲击,售电量急剧下降。对此,电力部门采取了对所有瓦斯发电站实行专线上网的措施,所发电量全部上网,电力公司按当地最低电价给煤矿结算电费,而煤矿生产用电,按电网工业用电售价向电力公司购电。即煤矿是低价卖出发电量,高价买进用电量,自发电不能自用。瓦斯发电的上网电价,晋城市以正式文件呈报给了省物价部门,但因瓦斯发电规模太小,成本核算复杂,至今未给予审批。
煤矿瓦斯开发利用缺乏激励机制。国家未将煤层气包括矿井抽排瓦斯像煤炭、石油、天然气那样作为一种能源对待,也没有对瓦斯的开发利用制定专门的相关激励政策。
地方有关部门由于理解和认识上存在偏差,已有的优惠政策也难以兑现。电力部门提出,如果煤矿企业用电都自发自用,电力部门售电量减少,损失该由谁来补?
财政部自2001年1月1日起,对利用煤矸石、煤泥、油母页岩和风力生产的电力,部分新型墙体材料产品实行按增值税应纳税额减半征收的政策,瓦斯气同样是煤炭开采过程伴生的废气,与煤矸石同类,但利用瓦斯发的电力和生产加工的产品,却未被列入减税免税范畴,享受不上减免税的优惠待遇。
财政部、国家税务局1994年3月29日财税字1994001号文件《关于企业所得税若干优惠政策的通知》文件中规定,企业利用本企业生产过程中产生的“三废”生产的产品的所得,免征所得税5年。而其他企业投资处理利用该企业的“三废”,即只可减免所得税一年。这就是说自己无力无资处理“三废”,别人出资帮助他处理“三废”,却不如原企业处理得到的优惠多,这显然已同当前的经济发展不相适应。
与会代表建议:国家发改委就国务院1996年8月31日国发199636号文件,结合当前实际情况补充完善,呈请国务院下发贯彻执行,并要求国家电管部门行文落实。国家发改委就瓦斯综合利用减免增值税和企业所得税,参照财政部财税2001198号和1994001号文件,制定专门优惠政策。国家发改委就瓦斯发电上网电价应根据瓦斯发电成本制定出台合理的分地区上网电价,减免一切电量代征费以利提高煤矿瓦斯利用的积极性。国家发改委应制定煤矿利用瓦斯发电所发电量优先满足企业自用,多余上网的相关政策。国家尽快制定煤层气开发利用具体的激励和管理政策办法。
美国抢占能源技术制高点
美国十分重视净煤技术,把它当作未来能源技术的制高点,政府、企业和研究机构等都积极组织相关技术的研发。
洁净煤发电高效环保
净煤技术的发展始于上世纪80年代,是新一代煤炭处理方法,可在提高能源效率、降低空气污染的情况下,充分利用世界丰富的煤炭资源。为了更好地开发净煤技术,美国能源部于2003年提出了未来电厂计划,由政府部门与私营机构及国际组织共同投资10亿美元,在5年内完成设计、建造一座零排放的煤基发电厂,10年内开始运作。未来电厂将利用最新技术把煤炭变为富氢煤气,既可用于清洁发电,也可提高石油产品标号。未来电厂将煤炭从有损环境的能源变为有益环境的能源,是朝着无污染能源迈出的重要一步。未来电厂技术可以使燃煤电厂效率提高到60%或更高,差不多是传统燃煤电厂效率的两倍。目前,美国已经研发出了零污染排放的未来煤炭发电厂模型,在技术上是可行的,但在商业上仍有待进一步验证。
美国作为煤炭生产和消费大国,煤炭的90%用于发电,煤电占全美电力的55%以上。因此,计划在10年内拨款20亿美元用于推动净煤技术的发展,并制定了“美国净煤发电计划”,目的是到2018年使燃煤发电厂排放的硫、氮和汞减少近70%。世界能源委员会研究报告认为,对于主要煤炭消费国来说,今后几十年内,从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。预计到2030年,全球约有72%的发电将使用净煤技术。
煤炭气化促循环生产
煤炭气化技术,特别是集成气化联合循环简称IGCC技术今后将得到广泛应用。IGCC技术是把煤炭转化为燃气并去污过滤后使用,从而提高燃气的能效并减少氮氧化物、二氧化硫和汞的排放量。目前,美国已有7个大规模的煤炭气化项目在运营之中。北达科他州拥有年产量为540亿立方英尺的大型煤炭气化厂。在明尼苏达州美国康菲石油公司等投资12亿美元建造一座531兆瓦IGCC发电厂。与其他煤转电技术相比,IGCC技术可以节省40%的水。美国正在研究将煤炭气化成含有大量氢气和二氧化碳的气体,并将氢气分离出来供发电和其他方面使用;同时分离二氧化碳和氧化氮,用以生产肥料,发展循环经济;剩下的二氧化碳则进行地下封存,以防止其污染自然环境。
氢能源开发前途无量
能源专家认为,煤炭气化技术的不断完善将会拉开“氢能源”和“氢经济”的序幕。美国未来电厂研发工作如果获得成功,燃料电池汽车、氢能生产和加氢基础设施的商业化可在2015年之前实现,氢动力汽车将在2020年前问世。现在的制氢费用是常规能源的4倍,美国计划到2010年将能量相当于每加仑汽油的氢气降至1.5美元。
目前,氢能源技术已引起汽车行业的极大兴趣。氢动力汽车问世已经不再是十分遥远的事。在此之前,油电混合动力汽车因油耗可降低30%以上,不需要改变现有的能源结构、基础设施和产业结构,将受到关注和较快发展。不过,业内人士指出,油电混合动力汽车只能作为未来清洁能源技术的过渡阶段,未来氢燃料电池汽车将占主导地位。美国计划在今后5年投资17亿美元,用于克服发展和扩大氢能、燃料电池和先进汽车技术的若干重大技术和经济障碍。福特汽车目前正在同时对油电混合动力、清洁柴油、氢燃料内燃机和氢燃料电池等4项节能技术进行研发;通用汽车已经研发出氢燃料电池概念车,并将加快商品化的步伐。
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