让人欢喜让人愁的瓦斯

　　“瓦斯”，学名煤层气，是吸附在煤层中以甲烷为主要成分的非常规天然气。瓦斯是煤矿“第一杀手”，这是很多老煤炭的共识。长期以来，“第一杀手”不仅对煤矿的安全生产和矿工的生命安全构成了极大的威胁，而且还是一种具有强烈温室效应的有害气体，随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应，同时其对大气臭氧造成的破坏是二氧化碳的21倍。

　　当井下瓦斯浓度达到5%至16%时，遇明火便能瞬间爆炸。“我国46%的煤矿属于高瓦斯矿，瓦斯含量大，煤的渗透性低，不易在开采前抽放，加之地质构造复杂，采掘时极易发生瓦斯爆炸现象。”中国工程院周世宁院士说。

　　去年10月份以来，河南大平煤矿、陕西陈家山煤矿、辽宁孙家湾煤矿相继发生了因瓦斯爆炸而导致死亡一百人以上的重大矿难事故；06年第一季度中发生的9起煤矿企业特大事故中就有8起是瓦斯事故，占到了88.9%。

　　然而，从另一方面看，瓦斯的主要成分甲烷是一种比常规的石油天然气更清洁、高效、安全的新型能源，具有广泛的综合利用前景。

　　目前世界拥有的煤层气资源总量约为240万亿m3，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。我国埋深2000米以浅煤层的煤层气储量约为36万亿m3，资源十分丰富，主要分布在华北和西北地区。据计算，1m3煤层气热值相当于1.22千克标准煤，其发热量可达30兆吉/m3以上。据此估算我国的煤层气储量相当于439亿吨标准煤，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。

　　当前我国瓦斯利用现状

　　煤层气作为一种清洁、高效、安全的新型能源，越来越受到人们的重视，具有广泛的利用前景。各能源大省在煤层气开发利用方面的充分实践更引起了国内外有关方面的广泛重视和强烈反响。

　　这次全国瓦斯治理与利用工作现场会在山西晋城召开，笔者参观了亚洲银行贷款项目——山西晋城煤业集团寺河120MW煤层气发电厂。国际先进的燃气发动机发电机组及余热发电装置，先进的联合循环发电工艺，国际通用的DCS控制管理系统给笔者留下了深刻地印象。电厂以寺河煤矿井下抽放出的煤层气（瓦斯）为燃料，通过60台G3520C型1800KW燃气发动机发电机组可以实现年发电量约为84000万度，年消耗井下煤层气约1.78亿m3。全厂发电总容量120.42MW，项目将于2007年6月竣工，项目建成后，将是目前世界上最大的煤层气（瓦斯）发电厂。

　　在晋城煤业集团寺河矿瓦斯抽放站，笔者了解到，目前抽放站装备有四台水环式真空泵，年设计抽放能力达3亿m3。依靠分布在井下数十公里的钻孔，采用负压抽放方式，将煤体及采空区的瓦斯源源不断地抽出，经过储气柜储存稳压后，分供给瓦斯发电、矿井尾煤处理、燃气锅炉房和职工食堂。现在寺河矿职工家属做饭洗浴、取暖都来源于此。

　　目前煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，除民用燃气项目外，还有煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。如今晋城市有上百辆汽车已经改装为煤层气汽车；一些陶瓷厂、玻璃制品厂也尽可能用煤层气作为燃料。

　　在安徽，根据安徽省瓦斯集中整治领导小组办公室发布的数据显示，预计到2010年，瓦斯抽采量70600万m3/a，利用量达48660万m3/a，利用率68%以上。从05年起用5年时间，逐步加大瓦斯综合治理投入，按吨煤15元提取瓦斯综合治理专项资金；完善通风系统，增大系统风量，提高风排瓦斯能力；加强生产矿井通风系统改造，缩短流程，扩大断面，减小阻力，增大通风能力；改造永久抽采系统，通过系统改造和装备升级，使地面抽采系统形成“大流量、多台泵，大管径、多回路”的瓦斯抽采系统新格局。在瓦斯利用方面：安徽省加强与国外瓦斯发电机组生产厂家的交流合作，学习和借鉴国外瓦斯发电的先进技术和管理经验。加大风排瓦斯利用的开发力度，扩大瓦斯利用的范围。引进国外瓦斯与煤矸石混烧发电机组，实现瓦斯与煤矸石混烧发电，扩大瓦斯综合利用途径。

　　笔者从中国工业报了解到，重庆市根据《重庆市煤层气综合治理与利用实施方案》，从05年起5年内，重庆市将投资5.52亿元，用于瓦斯的开发利用。其中，3.97亿元用于修建民用瓦斯运输管网，1.55亿元用于建设瓦斯发电站。《方案》规划，2010年前，重庆市将新增民用瓦斯用户12万户；到2015年，全市瓦斯利用量将达3.953亿m3，利用率超过90%。根据《方案》，重庆市将修建118公里管网输送瓦斯直达居民家中。同时，重煤集团旗下的中梁山、永荣、天府、松藻、南桐矿业公司将修建5座大型瓦斯发电站，满足煤矿矿区周边的居民用电，年发电规模为5亿千瓦时。

　　无论是民用还是工业用气，由于瓦斯高质量的新型能源特质，在各种应用场合都显现出不同凡响的魅力。家庭用户说：火苗大，不呛人，烧水做饭比以前快得多。工业用户说：没有瓦斯，高质量的产品很难生产出来，离了根本不行！

　　希望与问题同在 机遇与挑战并存

　　2006年中国将煤层气开发列入“十一五”能源发展规划，煤层气产业化发展迎来利好的发展契机。2006－2010年的煤层气开发目标是：2006年，有开采保护层条件的矿井，开采保护层比例达到30%以上；煤矿瓦斯抽采率达到30%以上；瓦斯（煤层气）抽采量达到40亿m3。2010年，开采保护层比例达到90%以上；煤矿瓦斯抽采率达到50%以上；瓦斯（煤层气）抽采量达到100亿m3。

　　从对瓦斯事故的“严盯死守”，到对其实行“化害为利，变废为宝”的科学利用，是我国治理瓦斯的新策略。今年1月，国家发改委等相关部门就已经在北京召开了“可燃气体回收利用潜力与技术应用情况报告会”，贯彻落实国家中长期节能计划，加快煤矿瓦斯、焦炉煤气、沼气等各种排空气体的回收利用。本次在山西晋城召开的瓦斯治理和利用现场会更是给全国带去了瓦斯综合利用的春风。

　　我国未来几年内还将建设5个煤矿瓦斯治理与利用示范工程。预计今年全国用于瓦斯开发的资金为6亿多元，要钻井330多口，这超过了前8年投资量和工作量的总和，表明我国对瓦斯的治理利用已驶入“快车道”。

　　但是，据安全生产监管总局2006年第一季度调度信息，在原国有重点煤矿286处高瓦斯和瓦斯突出矿井中，开展瓦斯抽放的有264处，占92.3%。到5月底，累计抽放瓦斯9.76亿m3，瓦斯利用为2.33亿m3，瓦斯利用率仅为23.9%，其中民用2.07亿m3，发电用0.25亿m3。

　　从全国来看，瓦斯利用存在着严重的不平衡现象。如贵州省，埋深2000米以上的煤层气资源量为31511亿m3，约占全国煤层气资源量总量的22%，仅次于山西，列中国第二位。但目前这一潜力可观的资源，利用率仅为16%。目前，贵州省19个原国有重点煤矿已全部建立了瓦斯抽采系统，投入运行的瓦斯发电机组29台，装机容量达到了1.45万千瓦。但是尽管如此，全年利用瓦斯仍只有5000万m3，利用率仅为16%。

　　瓦斯利用作为产业进一步发展还有很长的路要走。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。

　　首先是来自于电网系统的阻力。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3.24万千瓦。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600千瓦左右，所以煤矿只能安装两台500千瓦机组就足够用了，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。

　　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。根据现行《电力法》的规定，用户必须从电力公司购电，用户如果安装发电设备必须得到供电企业的批准，否则视为“违法”，供电企业不仅可以终止其电力供应，还可以追究其法律责任。于是，地方电力部门要么不支持，要么就采取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。

　　其次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。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。

　　最后瓦斯综合利用没有法律保障。瓦斯中的主要成分甲烷是一种具有强烈温室效应的有害气体，对大气臭氧造成的破坏是二氧化碳的21倍，中国目前是世界甲烷气体最大的排放国。作为发展中国家，中国虽然目前暂无须承担温室气体减排义务，但是，中国是世界上人口最多的国家，人均资源非常匮乏，几乎所有的资源都低于世界平均水平，中国的可持续发展必须解决好资源利用效率问题。从《节约能源法》到《可再生能源法》，中国政府和许多企业已经开始行动。但其中缺失了一个关键环节：针对资源综合利用的立法。尽管国务院1996年发布的36号文件《关于进一步开展资源综合利用的意见》中确立了“因地制宜、鼓励利用、多种途径、讲求实效、重点突破、逐步推广”的方针，但是短短400多字的意见书缺乏对能源综合利用具体问题的定义和规定，更缺乏法律的强制执行力。

　　结束语

　　能源是经济发展不可缺少的动力，作为石油、天然气强大的补充力量，瓦斯这种洁净能源必将被人们逐渐认识。但是，要剥除瓦斯“杀手”的外衣，除去身上的束缚，实现最终向“宝气”的蜕变必定要付出很多、割舍很多、抛弃很多。但是可以确定，蜕变后的瓦斯产业将会像蝴蝶一样，展现出美丽的翅膀，给我国的新能源战略带来光明而深远的影响。