本報記者 武 玲
圖為杜兒坪礦瓦斯發(fā)電站。資料照片
煤層氣俗稱(chēng)“瓦斯”，當濃度達到5％到16％之間就會(huì )遇火爆炸，被稱(chēng)為 “煤礦第一殺手”。同時(shí)瓦斯又是一種熱值高、無(wú)污染的優(yōu)質(zhì)清潔新能源。如果將其直接排放到大氣中，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強。如何減少瓦斯的危害，將它變廢為寶？在9月16日—18日召開(kāi)的第四屆中國（太原）國際能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì )上，我們看到了答案——高濃度瓦斯輸送或液化，低濃度瓦斯發(fā)電，風(fēng)排瓦斯就近供熱。
——高濃度瓦斯輸送或液化
對未開(kāi)采煤田中的煤層氣進(jìn)行預抽，預抽氣中甲烷的濃度可達90%以上，可為居民、工業(yè)、汽車(chē)燃料等提供一種新型和清潔能源。目前，集團公司地面煤層氣抽采工作已全面展開(kāi)，截至今年上半年，共完成地面抽采試驗井621口，其中西山煤電與晉煤集團合作開(kāi)發(fā)的西山煤電古交礦區煤層氣抽采項目已完成試驗井358口；汾西礦業(yè)與晉煤集團合作開(kāi)發(fā)的離柳礦區、左權礦區煤層氣抽采項目，在賀西礦、中興礦、雙柳礦、左權礦區范圍已完成試驗井225口；華晉焦煤與晉煤集團合作開(kāi)發(fā)的離柳礦區煤層氣抽采項目，在沙曲礦井田范圍已完成試驗井38口。工作進(jìn)度較快的是西山煤電古交礦區地面煤層氣抽采利用項目。
據山西西山藍焰煤層氣公司總經(jīng)理張丑宏介紹，西山煤電古交礦區地面煤層氣抽采利用項目規劃開(kāi)發(fā)區塊包含馬蘭、屯蘭、東曲三礦，共計二百余平方公里。該項目“十二五”末計劃在西山煤田施工瓦斯抽采井2000口，抽采能力達200萬(wàn)立方米/日。一期工程擬完成煤層氣抽采試驗井600口，建設一座處理能力110萬(wàn)立方米/日的瓦斯中心處理站，形成60萬(wàn)立方米/日的抽采能力。目前已完成鉆井500多口，投用井達到420口左右，形成日抽采能力50萬(wàn)立方米的規模，可以滿(mǎn)足整個(gè)太原市及周邊地區的居民用氣量，還可為公交車(chē)、出租車(chē)提供燃料。張丑宏算了一筆賬：“現在一升汽油是七元多，可是一升煤層氣才三元多，1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，所以好多出租車(chē)司機寧可排幾個(gè)小時(shí)隊也要加氣，不去加汽油了?！?br> 山西西山藍焰煤層氣公司地面瓦斯抽采井上的機器在不停地運轉，從井下抽出來(lái)的煤層氣一部分通過(guò)槽車(chē)將壓縮后的煤層氣運往太原市，供公交車(chē)、出租車(chē)加氣使用。
另一部分通過(guò)古交—太原煤層氣輸氣管道和太原市的環(huán)城高壓管網(wǎng)對接，使古交礦區的煤層氣源源不斷地運往太原市。今年八月試運行期間向太原市供應城市管道燃氣13萬(wàn)m3，有效緩解了太原市用氣緊張的局面。在華晉焦煤，沙曲礦每日為柳林縣供40%濃度的瓦斯混合氣8000m3作為城市燃氣，已連續運行四年多。
西山煤電古交礦區地面煤層氣抽采及利用、西山煤電前山礦區地面煤層氣抽采及利用、汾西礦業(yè)中興—賀西—雙柳—左權礦區地面煤層氣抽采及利用、華晉焦煤沙曲礦地面煤層氣抽采及利用項目等四個(gè)地面煤層氣開(kāi)發(fā)利用項目已經(jīng)列入 “十二五”規劃中，將新增煤層氣抽采井2410口，形成年產(chǎn)煤層氣18億m3的能力，每年實(shí)現銷(xiāo)售收入29.42億元。
——低濃度瓦斯發(fā)電
西山煤電杜兒坪礦屬高瓦斯礦井，西山煤電通過(guò)與英國辛迪克公司共同合作建設了集團公司第一個(gè)瓦斯發(fā)電項目，其瓦斯發(fā)電項目也成為了集團公司第一個(gè)在聯(lián)合國注冊的清潔發(fā)展機制CDM項目，實(shí)現了合作共贏(yíng)。
杜兒坪礦煤層氣發(fā)電站從建廠(chǎng)到現在已經(jīng)發(fā)了兩億一千一百萬(wàn)度電。每月產(chǎn)值近300萬(wàn)。危害礦井安全生產(chǎn)的瓦斯變成了可以幫助安全生產(chǎn)的電能，目前杜兒坪礦煤層氣發(fā)電站的建成投產(chǎn)已經(jīng)滿(mǎn)足了礦區三分之二的用電量，不僅如此，瓦斯發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的余熱也被再次利用。
北石溝余熱熱交換器室里有兩套發(fā)動(dòng)機余熱利用系統，一套為發(fā)動(dòng)機缸套水余熱系統，可以提供出口水溫80℃的熱水向煤層氣發(fā)電站和杜兒坪礦北石溝抽放站、變電站生產(chǎn)生活供暖；另一套為發(fā)動(dòng)機尾氣排放產(chǎn)生的高溫余熱采用導熱油為介質(zhì)，通過(guò)熱風(fēng)交換器，向杜兒坪礦井下提供高效能熱風(fēng)。這樣每年冬季僅余熱利用項目就可以節約原煤4500噸。
除了熱電聯(lián)供帶來(lái)的可觀(guān)經(jīng)濟效益，瓦斯發(fā)電項目還有著(zhù)顯著(zhù)的環(huán)保效益?？茖W(xué)實(shí)驗證實(shí)，甲烷的溫室效應是二氧化碳的21倍，如果不進(jìn)行發(fā)電，礦井瓦斯會(huì )直接排放到大氣中會(huì )加重溫室效應。
北京辛迪克清潔能源技術(shù)服務(wù)公司煤層氣項目運行經(jīng)理張飛飛說(shuō)：“杜兒坪礦煤層氣發(fā)電站項目一個(gè)月可以減排3萬(wàn)噸二氧化碳，根據實(shí)際二氧化碳（指標）價(jià)格又可以產(chǎn)生一噸二氧化碳（指標），根據國際碳交易市場(chǎng)行情，每單位CER交易價(jià)格最高達到26歐元，目前是3歐元，更重要的效益是可以減少溫室氣體的排放，這是造福子孫后代的事，是用錢(qián)買(mǎi)不到的?！?br> 目前，集團公司利用CDM項目開(kāi)發(fā)模式共取得CDM預付資金約合人民幣5.3億元。截至今年上半年，集團公司共建成瓦斯發(fā)電項目九個(gè)，每年可消耗瓦斯1.34億Nm3，發(fā)電4.8億KWh，實(shí)現減排CO?當量253萬(wàn)噸。其中在聯(lián)合國注冊的CDM項目有沙曲礦瓦斯電站、杜兒坪礦瓦斯電站、馬蘭礦瓦斯電站及屯蘭礦瓦斯電站，從項目進(jìn)入減排期至2012年6月底，累計實(shí)現減排CO?當量194萬(wàn)噸。
到“十二五”末，西山煤電官地礦瓦斯電站、西銘礦瓦斯電站，汾西礦業(yè)賀西礦瓦斯電站二期、中興礦瓦斯電站，霍州煤電中峪礦瓦斯電站，華晉焦煤沙曲礦低濃度瓦斯提純發(fā)電試驗項目、吉寧礦高濃度瓦斯電站等二十二個(gè)瓦斯發(fā)電項目即將建成，可新增瓦斯發(fā)電裝機224.6MW，屆時(shí)集團公司瓦斯發(fā)電總裝機將達到302.52MW，每年可消耗瓦斯4.5億Nm3，可發(fā)電13.55億KWh，實(shí)現CO?年減排756萬(wàn)噸。
——風(fēng)排瓦斯就近供熱
在煤礦開(kāi)采中產(chǎn)生的瓦斯能用于發(fā)電的只占到總量的約30%，還有大量的瓦斯混入礦井通風(fēng)中，形成濃度低于0.75%的風(fēng)排瓦斯。要想讓這部分瓦斯實(shí)現零排放并產(chǎn)生經(jīng)濟效益，就要進(jìn)行就近供熱。
風(fēng)排瓦斯俗稱(chēng)“乏風(fēng)”，風(fēng)排瓦斯氧化就是把濃度為0.2%—0.5%的瓦斯輸入催化氧化設備中，在催化劑的作用下，通過(guò)高溫換熱板氧化反應生成二氧化碳和水。在這一過(guò)程中產(chǎn)生的高溫尾氣的余熱可以給房屋供暖，其減排效益就是二氧化碳的碳交易。
目前，杜兒坪礦的風(fēng)排瓦斯利用項目正在緊張施工中，將于今年十月正式投入運行。項目投產(chǎn)后，每年將減少相當于27萬(wàn)噸的二氧化碳排放當量。而對于項目產(chǎn)生的大量余熱，將用于杜兒坪礦中部風(fēng)井的冬季取暖。杜兒坪礦的相關(guān)負責人告訴記者，到那個(gè)時(shí)候杜兒坪礦將成為了世界上首個(gè)實(shí)現煤炭開(kāi)采瓦斯近零排放的煤礦。
屯蘭礦石家河風(fēng)井乏風(fēng)氧化利用項目，目前已完成設備安裝，正在瓦斯輸送等系統建設，預計今年10月上旬具備試運轉條件。項目建成后可滿(mǎn)足風(fēng)井冬季供暖需要，實(shí)現年減排CO?當量11.6萬(wàn)噸。
東曲礦羊圈港風(fēng)井乏風(fēng)氧化利用項目，目前正在安裝乏風(fēng)氧化裝置，預計今年10月上旬具備試運轉條件。項目建成后可滿(mǎn)足風(fēng)井冬季供暖需要，實(shí)現年減排CO?當量12.2萬(wàn)噸。
沙曲礦高家山乏風(fēng)氧化利用工業(yè)試驗項目，通過(guò)試驗該乏風(fēng)催化氧化裝置已基本取得成功，目前正在完善改進(jìn)當中。
……
在“十二五”規劃中，集團公司乏風(fēng)利用項目將達到十一個(gè)，項目預計總投資7.3億元，建成投產(chǎn)后將形成135.4MW的供熱能力，每年可利用瓦斯5億m3。
高濃度瓦斯輸送或液化，低濃度瓦斯發(fā)電，風(fēng)排瓦斯就近供熱，使瓦斯這個(gè)昔日的安全“殺手”實(shí)現華麗轉身，逐步變成人們生產(chǎn)生活的新能源。
