清潔安全型能源煤層氣

■單衍勝

煤層氣，俗稱“瓦斯”、煤層甲烷，顧名思義，即煤里產出的天然氣。也就是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產資源。煤層氣屬非常規(guī)天然氣，是近一二十年在國際上崛起的潔凈、優(yōu)質能源和化工原料。

煤層氣的主要成分是甲烷（CH4），甲烷含量通常達到80%～99%，其次是氮氣（N2）和二氧化碳（CO2），幾乎不含有一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）等有害氣體。

煤層氣用途非常廣泛，可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、汽車燃料和重要的化工原料。煤層氣熱值是通用煤的2-5倍，每標方煤層氣大約相當于9.5度電、3 立方米水煤氣、1升柴油、接近0.8千克液化石油氣、1.1～1.2升汽油。煤層氣熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，燃燒后幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。另外,煤層氣燃燒后幾乎不產生污染物，因此它是相當便宜的優(yōu)質、清潔型能源。

使用煤層氣相對較為安全。通常情況下，煤層氣密度是空氣的0.55倍，如有泄漏會向上擴散，只要保持室內空氣流通，即可避免爆炸和火災。而煤氣、液化石油氣等密度是空氣的1.5～2.0倍，泄漏后會向下沉積。相比而言，煤層氣的危險性要小的多。當煤層氣空氣濃度在5%-16%范圍內時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。而水煤氣爆炸范圍是空氣濃度在6.2%～74.4%之間，且煤層氣不含一氧化碳（CO），因此，煤層氣相對于水煤氣不易爆炸，在使用過程中也不會發(fā)生象水煤氣那樣的中毒現(xiàn)象。

煤層氣的開采方式一般有兩種：地面鉆井開采和井下瓦斯抽放系統(tǒng)抽出。地面開采煤層氣和井下抽放瓦斯都是可以利用的。通過地面開采和抽放后可以大大減少風排瓦斯的數(shù)量，降低了煤礦對通風的要求，改善了礦工的安全生產條件。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%～85%。地面鉆井開采方式，國外已經使用，我國有些煤層透氣性較差，地面開采有一定困難，但若積極開發(fā)每年至少可采出50億立方米。目前除了供暖外，煤層氣沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強。所以，抽放瓦斯排入大氣既花去了費用，浪費了資源，又極大地污染了環(huán)境。

我國煤層氣資源豐富。據(jù)國土資源部煤層氣資源評價，我國埋深2000m以淺煤層氣地質資源量約36萬億立方米，主要分布在華北和西北地區(qū)，其次是西南貴州、四川南部以及東北地區(qū)。目前可開采的1000m以淺的煤層氣地質資源量約10萬億立方米，占全國煤層氣資源地質總量的38.8%。

隨著終端能源需求逐步向優(yōu)質高效潔凈能源轉化，天然氣的需求將迅速增長。煤層氣的開發(fā)利用具有一舉多得的功效，既能保障煤礦生產安全、減少大氣污染，又能改善能源結構、緩解能源需求緊張的局面，更能就地解決當?shù)鼐用竦纳钊剂稀⑵嚾剂稀l(fā)電等問題，直接改善老百姓生活。作為潔凈型能源，煤層氣商業(yè)化后能產生巨大的經濟效益。《國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》將加快煤層氣開發(fā)放在了突出地位，《煤層氣勘探開發(fā)行動計劃》確定了2020年煤層氣產量達到400億立方米的戰(zhàn)略目標等，以加快培育和發(fā)展煤層氣產業(yè)，推動清潔型能源生產和消費革命。