基于節能降耗的瓦斯發電經濟效益分析

施冰

摘 要：在可持續發展思想指導下發展經濟，乃是當今社會的大勢所趨，已經形成了國際性共識。我國是能源大國，但是同時我國也是高污染國家，我國致力于節能降耗、發展清潔環保型經濟任重道遠。瓦斯作為高效清潔能源中的一種，在我國有著廣泛的儲量，對于瓦斯能源的開發利用，近年來受到了國家有關方面的重視，在發展政策上給予了一些傾斜，這為瓦斯發電企業響應國家號召，建設資源節約型企業、進一步提高瓦斯發電的經濟效益創造了有利條件，提供了寶貴時機。文章首先簡要介紹了瓦斯的特性及其排放機理，然后從節能降耗視角出發對瓦斯發電所帶來的經濟效益做了認真分析。

關鍵詞：瓦斯發電；經濟效益；節能降耗

瓦斯是有害氣體！這是在過去很長時間里，人們對瓦斯的普遍認識。這種認識，在今天看來，是狹隘的、不公正的。那么瓦斯到底是不是有害氣體呢？對于這個問題，應從唯物主義角度出發辯證地看待。一方面，從煤炭開采角度看，瓦斯確實是有害氣體，能給煤礦生產安全帶來嚴重的威脅，并且，從環境保護角度看，瓦斯造成的溫室效應還加劇了全球氣候的變暖；但是，另一方面，從能源角度看，瓦斯則是一種非常好的高效清潔能源，利用瓦斯發電，能為礦山創造豐厚的經濟效益，并且，還切合了可持續發展理念，讓人類的子孫后代“望得見山、看得見水、記得住鄉愁”。

一、瓦斯的特性與排放機理

瓦斯具有無色、無味、易燃、易爆等特性，在煤層中大量儲集著，是一種非常規天然氣體，往往會隨著采煤作業而散發出來。瓦斯的主要成分是CH4，當濃度比占到空氣的5%～15%時，遇到明火極易發生爆炸，但是，為一種高效清潔能源，利用瓦斯發電帶來的經濟效益也是非常可觀的。

在煤礦井下，盡管煤層氣與煤炭是相伴而生的，但是在開發利用上兩者卻有著顯著的不同要求，因而不能完全按照煤炭開發利用的方法來開發利用煤層氣。當下，開發利用煤層氣的機理是，“抽排煤層承壓水，降低煤儲層壓力，促使吸附態甲烷解吸為大量游離態甲烷，并在地層壓力和井筒壓力差的作用下運移至井口。”

我國煤層氣資源非常豐富，儲量很大，據悉，每年采煤排放的瓦斯量高達1.3×1010m3以上，這個數值堪比1.63×107t的標準煤。在過去，由于開采和利用技術上的落后，瓦斯作為高效清潔能源的優越性一直沒有得到發揮，基本上都隨著采煤作業被排進了大氣中，既污染了環境，又浪費了資源，瓦斯發電廠的建立和運轉，讓瓦斯作為高效清潔能源的優越性有了發揮的空間。

二、基于節能降耗的瓦斯發電經濟效益分析

建立瓦斯發電站，利用煤礦開采作業中排除的瓦斯進行發電，在技術上已經不是問題。瓦斯發電站主要由輸送系統、發電機組、冷卻系統和控制系統組成，核心組成部分發電機組。利用煤礦生產作業中排除的“廢氣”發電，實現“廢物利用”，瓦斯發電為我們展現出了節能環保、穩定性強、適應性強、可再生性強等令人期待的特性，我們要充分利用好這些特性，把它們轉化為經濟效益，這是建立瓦斯發電站的目的所在。

利用瓦斯發電為煤礦企業帶來了“變廢為寶”的機會。比如，在采煤之前，先開采煤層氣，直接收益是降低瓦斯爆炸率，提高煤礦生產的安全性，深層收益是“變廢為寶”，將瓦斯轉化為高效清潔能源，利用瓦斯發電，為企業創造巨大經濟效益和社會效益。

首先，從環保角度而論，瓦斯發電是利用“廢氣”在進行發電，如果不將這些所謂“廢氣”用來發電，那么它們的命運就是被排進大氣之中，造成生態環境上的污染，這不僅破壞了我們賴以生存的家園，而且，政府還要拿出資金來治污，這樣一反一正，利用瓦斯發電所帶來的經濟效益和社會效益就可想而知了。

其次，從節能角度而論，瓦斯的主要成分為CH4，其低熱值為35807kJ/Nm3，在濃度30%的時候，其低熱值為10742kJ/Nm3，據測算，“1 Nm3且濃度為30%的瓦斯在充分燃燒時產生的熱量約為0.37kg標準煤充分燃燒產生的熱量”，由此可知，利用瓦斯發電或供暖，可在一定程度上減少對標準煤的使用，為節約煤炭資源做出貢獻。

第三，從減排角度而論，通常人們只注意到，二氧化碳在全球變暖過程中貢獻了很大力量，但是CH4在全球變暖過程中貢獻的力量也很重要，而且隨著礦山作業效率的提高，還有上升趨勢。有研究顯示，目前，CH4引起的溫室效應已經超過了二氧化碳，約是二氧化碳的二十一倍，并且，CH4在大氣中存在的時間也較長，一般是十五年左右，由此可見，將瓦斯用來發電，減少氣體排放量，對減輕和減緩溫室效應是很有意義的。

第四，從穩定性角度而論，當今社會已經步入到了生產自動化時代，尤其是計算機技術的飛速發展，為瓦斯發電采用先進的控制系統和自動化奠定了良好的技術基礎，有了計算機技術和遠程控制技術的加持，利用瓦斯發電的穩定性就有了可靠保證，因而企業利用瓦斯發電帶來的經濟效益也就有了可靠保證。

第五，從適應性角度而論，一座瓦斯發電站的建設成功，其發電機組除了為利用瓦斯發電提供了便利條件，與此同時，也為利用其他廢氣如油田廢氣、垃圾填埋場廢氣等發電提供了便利條件，瓦斯發電機組的這種適應性，當然會被瓦斯發電站的管理人員轉化為創造經濟效益的有利時機。

第六，從可再生性角度而論，瓦斯發電是把廢氣加以利用的一項技術，是把無用的東西變成了有用的東西，給“死去”的東西注入了新的生命力，因而我國說利用瓦斯發電是具有很強的再生性的。

第七，從運行成本角度而論，瓦斯發電是利用廢棄物質發電，不需要額外燃料，成本較低。舉例來說，每立方米純瓦斯可發電3.0―4.2度，則每立方米30%濃度的瓦斯可發電1.0―1.4度，利用30%濃度的瓦斯發電成本約需0.15元/度，而上網電價約按0.6元/度及時，所以說，利用瓦斯發電其運行成本是很低廉的。

第八，從市場競爭角度而論，我們知道，火電成本受煤炭價格影響較大，風電的成本受風能資源的影響較大，集中式光伏的成本受太陽能資源及技術路線影響較大，并且，風能資源的發電成本已經和火電十分接近，大型光伏電站的發電成本也在主要電氣設備降價和技術提升的助力下快速下降，而在競價、平價上網、特高壓線路的建設、促進消費等政策的影響下，如果是利用瓦斯發電則可以保持良好的經濟效益。

第九，從發展空間角度而論，我國地大物博，人口眾多，國民經濟增長速度較快，是世界上的第二大經濟體，因此，在電量消費方面的潛力也是非常巨大的。例如，2021年，我國全社會用電量達到了83128億千瓦時，同比增長了10.3%。另據觀研報告網發布的《中國瓦斯發電行業發展趨勢分析與投資前景調研報告（2022-2029年）》顯示，根據新的資源評價結果，我國陸上煤層氣資源量36.8萬億立方米，與陸上常規天然氣資源量（38萬億立方米）相當，僅次于俄羅斯和加拿大，由此可知，在我國，利用瓦斯發電的上升空間也是十分巨大的。

第十，從國家政策角度而論，我們都知道，在2020年的11月份，我國生態環境部、發改委、國家能源局三部門聯合發布了《關于進一步加強煤炭資源開發環境影響評價管理的通知》（以下簡稱《通知》），在這份《通知》中，我國政府首次提出了對溫室氣體排放進行管控的要求，這份《通知》還同時指出，對于甲烷體積濃度大于等于8%的抽采瓦斯，在確保安全的前提下，應進行綜合利用。這項政策對瓦斯發電站來講，當然是振奮人心的利好消息。

總之，通過上述分析，我們不難推測，利用瓦斯發電，在經濟效益、社會效益和發展前景等方面，在未來都是非常令人期待的。

參考文獻：

1.煤礦瓦斯創新利用與實踐[J]. 范文利;楊偉峰.煤炭加工與綜合利用，2022（04）

2.新時期煤礦瓦斯發電技術與發展研究[J]. 王曉東.石化技術，2019（04）