山西低碳經濟的可持續發展之路

侯 麗 田晶晶 張彥欣(山西省煤炭地質資源環境調查院，山西 太原 030006)

山西低碳經濟的可持續發展之路

侯 麗 田晶晶 張彥欣
(山西省煤炭地質資源環境調查院，山西 太原 030006)

隨著溫室氣體引發的全球氣候問題日益凸顯，CO2捕集、利用與封存技術引發廣泛關注。作為我國的能源大省，山西省CO2減排壓力巨大。針對目前山西省資源分布、利用及碳排放現狀情況，提出山西省減排CO2適用CO2-ECBM技術，該技術的應用可實現我省大規模減排CO2。為我國實現CO2減排的目標作出實質性的貢獻。

山西省；低碳經濟；CO2；CO2-ECBM技術

引言

隨著溫室氣體引發的全球氣候問題日益凸顯，CO2捕集、利用與封存技術引發廣泛關注。作為我國的能源大省，山西省CO2減排壓力巨大。本文針對目前山西省資源分布、利用及碳排放現狀情況，提出山西省減排CO2適用CO2-ECBM技術，該技術的應用可實現山西省大規模減排CO2，為我國實現CO2減排的目標作出實質性的貢獻。

1 山西省發展低碳經濟背景

隨著經濟的快速發展，溫室氣體濃度迅速增大，引發災害日益頻繁，嚴重威脅人類的生命安全。研究表明，在眾多排放的溫室氣體中，二氧化碳約占溫室氣體排放總量的64%[1]，是導致溫室效應及全球變暖的首要原因。在可持續發展的大背景下，溫室氣體控制，減少CO2排放并降低大氣中CO2濃度引起人們廣泛關注。

碳經濟是以能源高效利用、清潔能源開發為目標，以低能耗、低污染、低排放為基本要求，以能源技術和減排技術創新、產業結構和制度創新為手段，以綠色GDP為目的的革新性經濟模式。基于我國富煤貧油少氣的資源狀況，導致每年煤炭產量50%左右用于火力發電，以滿足我國80%左右的電力需求。在我國低碳經濟發展中，實現“低碳綠色”的低碳經濟的關鍵在于煤炭資源化利用尋求一條可持續發展之路。中國政府十分關注在達到發展經濟目的的同時，又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境，使后代子孫能夠永續發展和安居樂業。在2015年底結束的巴黎氣候變化大會上，中國政府承諾：到2030年單位國內生產總值CO2排放量比2005年下降60%～65%。因此，我國面臨的國際壓力日趨加大，減排任務十分繁重。

山西省是我國重要的煤炭資源大省，又是我國重要的煤化工基地，屬于典型的高碳經濟省份，碳排放總量和份額均居全國前列。應對全球氣候變化、發展低碳經濟的大背景下，山西面臨前所未有的溫室氣體減排壓力。《山西省應對氣候變化規劃2013年～2020年》明確提出，到2020年，單位地區生產總值CO2排放量較2005年累計下降45%。這也意味著，山西省CO2減排工作迫在眉睫。

2 山西省CCUS技術的應用前景

2.1 CCUS技術簡介

面對全球氣候變化的問題，研究人員從實踐中得出CO2捕集、利用及封存(CCUS)技術具有大規模的減排CO2的潛力，CCUS技術利用廢棄油氣田、深部咸水層、不可開采煤層等地下空間封存CO2，用于提高石油采收率(EOR)、煤層甲烷回收(ECBM)、增采頁巖氣、溶浸采鈾、增強地熱系統等。該技術是當前國際社會普遍接受的應對全球氣候變化、控制溫室氣體排放的重要措施[2]。

山西省擁有豐富的煤炭資源及煤層氣資源，由于煤炭及煤層氣資源利用技術相對落后，煤層氣采收率低，CO2等溫室氣體排放量巨大。CO2注入及驅替煤層氣(CO2-ECBM)技術提供了可實現的大規模CO2減排的途徑。山西省深部煤層處置CO2的潛力巨大，是該技術開發應用的主要地區[3]。

CO2-ECBM技術是向煤層注入CO2驅替置換煤層中的甲烷氣體，即可以提高煤層氣甲烷的采收率，同時又能達到封存CO2的目的。研究表明，采用CO2置換煤層氣與采用常規降壓產生煤層氣相比，前者可以回收90%以上的煤層氣，而后者只能回收30-70%。這向技術對全球的環境和經濟都具有重要的意義[4]。

2.2 山西省資源儲量現狀

2.2.1 山西省煤炭資源儲量現狀

山西省作為我國煤炭資源及煤層氣資源大省，同時也是CO2排放大省，且具有適宜CO2地質封存的地質構造單元和煤儲層，為我省開展CO2-ECBM技術提供了先決條件。以“山西省煤炭資源潛力評價報告”(2012.12)的工作方法原則，對照《山西省煤炭資源利用現狀調查》(2011.9)相關基礎數據，經過測算，全省預測埋深2000m以淺潛在煤炭資源的賦存面積20515.21km2，山西省預測的潛在煤炭資源量約為2627.48億t[5]。

2.2.2 山西省煤層氣資源儲量現狀

山西省煤層氣資源豐富，開發條件優越。根據劉正[5]統計結果得，山西省2000m以淺預測含氣面積35796.86km2，資源總量83097.86億m3，此外，預測2000m以深煤層氣資源量為35975.57億m3。2000m以淺煤層氣預測量按煤田統計，沁水煤田煤層氣資源量最為豐富，河東煤田次之，二者占資源總量的90%以上。按埋深統計，1500～2000m煤層氣資源量最為豐富，1000～1500m次之，二者約占資源總量的78%。

表1 山西省預測的潛在煤碳資源分布(按埋深統計)

表2 山西省煤層氣資源按煤田統計分布表

表3 山西省煤層氣資源按埋深統計分布表

2.3 山西省CO2-ECBM技術應用優勢

2.3.1 具有集中的CO2排放源

山西省是全國碳排放總量與強度較高的省份之一，根據山西省經濟普查報告顯示：2008年，山西省能源消費總量為14664.4萬噸標準煤，碳排放總量為3.81億噸，比2005年增長了19.1%。2009年，全年能源消費總量為15590.59萬噸標準煤，2010年，全省能源消費總量16808萬噸標準煤，2005～2010年碳排放量呈現逐年增長的趨勢。據測算2015年CO2排放總量達5.5億噸。目前我省集中排放源較多，排放量較大，主要分布在電力、水泥、鋼鐵、化工等行業，較為充足的CO2排放源為CO2-ECBM技術的廣泛應用提供了碳源基礎。

2.3.2 具有適宜CO2地質封存的地質構造單元和煤儲層

山西省總體地質構造被地質學家稱為“山西臺背斜”，其總體構造為一系列呈北東向雁行斜列分布的斷陷盆地和其相間的斷隆臺地所組成，為煤炭和煤層氣的形成創造了有利的地質構造條件。而豐富的煤層氣資源得以長期保存為我們尋找CO2地質封存可用結構體提供了理論依據。山西省構造煤盆地中煤層氣的長期存在和穩定保存，充分證明了山西煤盆地可以長期穩定地保存氣體資源，其安全穩定程度可以達到相當于煤層氣在煤田內賦存的地質年代尺度。山西省深部煤層地質構造簡單，煤層穩定，上覆巖層密閉性好，水文地質條件相對簡單，是CO2地質封存有利區。

2.3.3 具有煤層氣工業化開采的經驗及廣闊的市場需求前景

截止2015年年底，中聯、中石油、中石化、藍焰等大型企業已工業化開采煤層氣多年，在山西省施工煤層氣井10000余口，分布于沁水、河東、西山、寧武4個煤田。目前，主要煤層氣生產項目集中于沁水盆地南部，其已成為我國重要的煤層氣生產基地。沁水盆地擁有全國1/10的煤層氣資源，擁有1/5的煤層氣礦權登記面積，擁有75%的探明地質儲量，現有產氣量占全國煤層氣產量的78%。

山西是煤層氣資源大省，資源儲量約9萬億m3，占到了全國總量的近三分之一。煤層氣產業是山西省當前大力發展的九大戰略性新興產業之一，“十三五”期間，山西煤層氣產能要達到400億m3。然而，山西多數煤田煤層氣含氣量很高，但煤層滲透率低，煤層氣開采難度大，CO2-ECBM可以通過提高煤層氣采收率，大幅度增加煤層氣產能與產量，在山西具有巨大的市場需求。

3 結 語

低碳經濟是以經濟和社會的可持續發展為主要目標，是現在和未來全球經濟發展的主要方式。二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)被認為是最具有前景的碳減排路徑之一。隨著溫室氣體引發的全球氣候問題日益凸顯，CO2捕集、利用與封存技術引發廣泛關注。

作為我國的能源大省，山西省CO2減排壓力巨大。本文針對目前山西省資源分布、利用及碳排放現狀情況，提出山西省減排CO2適用CO2-ECBM技術，該技術的應用可實現山西省大規模減排CO2。

總之，山西省開展CO2-ECBM技術產業化開發，有廣闊的市場前景，具有巨大的經濟、社會、環境效益，為我國實現CO2減排的目標作出實質性的貢獻。

[1]Bachu S，Adams J.Sequestration of CO2in geological media in response to climate change：Capacity of deep saline aquifers to sequester CO2in solution[J].Energy Conversion and Management，2003，44：3151-3175.

[2]Holloway S.Underground sequestration of carbon dioxide-a viable greenhouse gas mitigation options[J].Energy，2005，30(11-12)：2318-2333.

[3]吳建光，葉建平，唐書恒.注入CO2提高煤層氣產能的可行性研究[J].高校地質學報，2004，10 (3)：463-467.

[4]侯麗.山西省二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)研究進展[J].低碳世界，2015，

[5]張永東，許惠龍，李潤蘭，曹代勇，等.山西省煤炭資源有效保障能力分析[M]太原，山西人民出版社，2015，8.

[6]劉正.山西省煤層氣資源量及可采潛力[J].中國煤炭地質.2014(9)：17-23.

Low-carbon finance sustainable development in Shanxi Provence

HOU Li TIAN Jingjing ZHANG Yanxin
(Shanxi Resources and Environment Survey of Coal Geology，Taiyuan Shanxi 03006)

Abstract：With increasing pressure to reduce emissions of greenhouse gas of carbon dioxide each year，CCUS technology caused widespread concern.As the major energy provence in china，shanxi has huge pressure to reduce emissions of CO2.This paper describes the distribution and utilization of current resources，the present status of carbon emissions in Shanxi，It is suggested that Shanxi proposed CO2-ECBM technology，which is a new carbon reduction pathway and provide a substantial contribution of CO2emissions in China.

Shanxi；low-carbon finance；carbon dioxide；CO2-ECBM technology

侯麗，碩士研究生，工程師，從事環境保護、碳封存、節能減排方向的研究

X21

A

1673-288X(2017)01-0119-03

引用文獻格式：侯 麗 等.山西低碳經濟的可持續發展之路[J].環境與可持續發展，2017，42(1)：119-121.