1、煤層氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),2, 煤層氣是寶貴的資源，其儲(chǔ)量與天然氣相當(dāng)，約相當(dāng)于450億tce煤炭。, 長(zhǎng)期以來(lái)，煤層氣與煤礦安全事故息息相關(guān)，一直被認(rèn)為是危險(xiǎn)氣體，開(kāi)發(fā)利用程度低，造成大量資源浪費(fèi)和環(huán)境問(wèn)題。, 考慮利用效率，利用1億m3的煤層氣相當(dāng)于20萬(wàn)tce煤炭，可以減排150萬(wàn)tCO2e。,前 言, 煤層氣開(kāi)發(fā)利用技術(shù)不斷發(fā)展，為煤層氣開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。,3,主要內(nèi)容,一. 煤層氣資源及利用概況 二. 煤層氣利用技術(shù)進(jìn)展 三. 存在的障礙和問(wèn)題 四. 發(fā)展趨勢(shì)與建議,4,一.煤層氣資源及利用概況,（1）中國(guó)煤層氣資源豐富，居世界第三位,全球煤層氣資源量約2701012m

2、3， 90%分布在12個(gè)主要產(chǎn)煤國(guó)。其中，中國(guó)煤層氣資源量為36.81012m3，約占世界總量的13%，居第三位。,5,一.煤層氣資源及利用概況,（2）中國(guó)煤層氣資源分布廣泛,區(qū)域分布圖,埋藏深度圖,6,全國(guó)重點(diǎn)煤礦煤層氣歷年抽采情況,截至06年底，中國(guó)煤層氣累計(jì)產(chǎn)量為164億m3 ，約是美國(guó)累計(jì)產(chǎn)量的3%；截至08年底，中國(guó)煤層氣累計(jì)產(chǎn)量為261億m3。,一.煤層氣資源及利用概況,（3）煤層氣總體開(kāi)發(fā)利用量低，但增幅明顯,美國(guó),7,全國(guó)重點(diǎn)煤礦煤層氣歷年利用情況圖,一.煤層氣資源及利用概況,8,約5665億m3,圖：截至06年底，美國(guó)累計(jì)煤層氣產(chǎn)出量,一.煤層氣資源及利用概況,9,1989-

3、2006年美國(guó)煤層氣產(chǎn)量,來(lái)源：美國(guó)能源信息署EIA,返回,10,一.煤層氣資源及利用概況,（4）煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用居于主導(dǎo)地位,圖：中國(guó)煤層氣不同開(kāi)發(fā)方式分布,圖：兩種開(kāi)發(fā)方式產(chǎn)量示意圖,圖：兩種開(kāi)發(fā)方式利用量示意圖,53/5,11,一.煤層氣資源及利用概況,（5）煤層氣發(fā)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)快速,圖：2006年中國(guó)煤層氣利用情況比例圖,06年利用量6.15億m3,圖：煤層氣發(fā)電裝機(jī)容量預(yù)測(cè)走勢(shì)圖,12,（6）政策和管理力度不斷加強(qiáng),13,主要內(nèi)容,一. 煤層氣資源及利用概況 二. 煤層氣利用技術(shù)進(jìn)展 三. 存在的障礙和問(wèn)題 四. 發(fā)展趨勢(shì)與建議,14,1,民用燃料(CH440%),2,工業(yè)燃料

4、(CH440%),二. 煤層氣利用技術(shù)進(jìn)展,3,發(fā)電(CH430%),4,煤層氣液化(CH440%),5,濃縮富集,1,細(xì)水霧輸送及低濃度發(fā)電技術(shù),1,混燃發(fā)電及熱逆流轉(zhuǎn)反應(yīng)技術(shù),中高濃度煤層氣,低濃度煤層氣,礦井乏風(fēng)中甲烷,不同濃度煤層氣,15, 規(guī)模：08年民用90萬(wàn)戶，預(yù)計(jì)2010年達(dá)200萬(wàn)戶以上，應(yīng)用前景好。 所需甲烷濃度：40%以上。 國(guó)家政策：未進(jìn)入城市公共配氣管網(wǎng)的民用煤層氣銷售價(jià)格由供需雙方協(xié)商確定；進(jìn)入城市公共配氣管網(wǎng)并納入政府管理范圍的民用煤層氣銷售價(jià)格，按照與天然氣、煤氣、液化氣等可替代燃料保持等熱值合理比價(jià)關(guān)系的原則確定。一般民用價(jià)格在1.02.5元/m3（純）。 管

5、道建設(shè)：第一條跨省煤層氣長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目“端氏晉城博愛(ài)煤層氣管道”正在建設(shè)。,(1) 民用燃料,16,主要利用地區(qū)：遼寧撫順、鐵法、山西晉城、陽(yáng)泉、安徽淮南、 重慶松藻、 中梁山、河南鶴壁等。,17,“端氏晉城博愛(ài)煤層氣輸氣管道”,投資：4.58億元 年輸氣能力：10億m3 長(zhǎng)度：98.2km 設(shè)計(jì)壓力：6.3MPa 公里投資：466.4萬(wàn)元/km,撫順煤層氣將專供沈陽(yáng),年供氣量：08年45萬(wàn)m3 供氣價(jià)格： 2.4元/m3 輸送距離：33km 供氣濃度：60%以上,18,目前煤層氣發(fā)電機(jī)組主要有三類：內(nèi)燃機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)組和蒸汽輪機(jī)組。,(2) 中高濃度煤層氣發(fā)電,19,國(guó)內(nèi)外典型瓦斯發(fā)電機(jī)組主要

6、技術(shù)參數(shù)對(duì)比表,20,世界裝機(jī)容量最大的發(fā)電項(xiàng)目山西晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河120MW煤層氣發(fā)電項(xiàng)目,應(yīng)用案例,該電廠裝機(jī)容量為60臺(tái)單機(jī)1.8MW的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，共分四個(gè)單元，每個(gè)單元15臺(tái)機(jī)組，每個(gè)單元配三臺(tái)5.625t/h的余熱鍋爐和一臺(tái)3MW的汽輪發(fā)電機(jī)組，同時(shí)機(jī)組的缸套冷卻水經(jīng)熱交換給寺河煤礦集中供熱。,21,寺河120MW瓦斯發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表,22,陽(yáng)泉煤層氣氧化鋁焙燒項(xiàng)目：年耗煤層氣1.26億m3，減排約189萬(wàn)tCO2e，利用甲烷濃度35%。 鐵法煤層氣供法庫(kù)縣陶瓷城項(xiàng)目：甲烷濃度41%，年利用量3500萬(wàn)m3，已經(jīng)有8家企業(yè)使用煤層氣，日用量在14-16萬(wàn)m3 。,(3) 工業(yè)燃料

7、, 汽車燃料,應(yīng)用情況：山西太原、晉城、長(zhǎng)治等地區(qū)，用于出租車、柴油車、排矸車等燃柴油車輛。 舉例：2007年，太原市建成7座煤層氣加氣站，約有1000輛出租車改用煤層氣作為燃料。太原市煤層氣價(jià)格為3.2元/m3，93號(hào)汽油最低6.07元/升，1m3煤層氣與1升汽油熱值相當(dāng)，兩者價(jià)格相差近3元。,23,(4) 液化技術(shù),港華煤層氣液化廠區(qū)圖,山西港華煤層氣液化項(xiàng)目：,陽(yáng)泉含氧煤層氣液化項(xiàng)目：,處于商業(yè)化示范階段 采用地面開(kāi)發(fā)的煤層氣 與管道運(yùn)輸比較經(jīng)濟(jì)性好 CH4濃度92%以上 一期25萬(wàn)m3/d，已投產(chǎn) 二期57萬(wàn)m3/d，正在建設(shè)中 液化裝置全部國(guó)產(chǎn)化,處于工業(yè)試驗(yàn)階段 適用濃度：CH4濃

8、度在30%以上 日產(chǎn)氣量：目前1.2t/d 應(yīng)用情況：經(jīng)過(guò)一年連續(xù)開(kāi)機(jī)試 驗(yàn)，運(yùn)行平穩(wěn)。,24,煤層氣抽采、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用流程,抽采,液化,運(yùn)輸,儲(chǔ)存,使用,25,以脫氮最為復(fù)雜，難度最大，可采取的核心分離技術(shù)有：,(5) 濃縮富集,低溫精餾分離技術(shù)在大規(guī)模分離煤層氣(Mm3/d) 時(shí)才具有商業(yè)價(jià)值，適宜于CH4濃度在30%以上。 變壓吸附(PSA)目前處于工業(yè)性示范研究 膜分離技術(shù)離工業(yè)化還有差距,存在問(wèn)題： 低溫精餾法在工業(yè)上獲得成功應(yīng)用，但該工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，成本高，不適于中小型煤礦。 變壓吸附(PSA)技術(shù)，開(kāi)發(fā)合適的吸附劑，降低成本。,26,(6) 低濃度煤層氣發(fā)電,技術(shù)

9、成熟，運(yùn)行功率為400420kW，發(fā)電單位投資為80009500元/kW。,盤(pán)江礦區(qū),彬長(zhǎng)礦區(qū),潞安煤業(yè),平煤集團(tuán),兩淮地區(qū),峰峰集團(tuán),陽(yáng)泉礦區(qū),離柳礦區(qū),阜新礦區(qū),雞西礦區(qū),石炭井礦區(qū),華鎣山礦區(qū),27,陜西某煤礦低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表,28,(7) 礦井乏風(fēng)中甲烷的利用,處于研究示范階段、技術(shù)不成熟、成本高。,撫礦礦井乏風(fēng)與抽采瓦斯混合發(fā)電流程圖,示范工程撫順礦井乏風(fēng)與抽采瓦斯混合發(fā)電,利用瓦斯3400Nm3/h（濃度30%） 利用乏風(fēng)22600Nm3/h 裝機(jī)3500kW 年發(fā)電3000萬(wàn)kWh 回收余熱17800 m3/h(溫度360）,29,采用低濃度瓦斯?jié)袷捷斔拖到y(tǒng)，利用礦區(qū)

10、的CMM與VAM混合氣氧化加熱，該項(xiàng)目投運(yùn)后，每年可消耗瓦斯150萬(wàn)m3以上，提供40萬(wàn)m340生活熱水， 但無(wú)經(jīng)濟(jì)性。,示范工程引進(jìn)瑞典的風(fēng)排瓦斯凈化裝置,30,勝動(dòng)煤礦乏風(fēng)甲烷氧化裝置,阜新某煤礦擬安裝10臺(tái)6萬(wàn)m3/h的乏風(fēng)氧化裝置，利用乏風(fēng)濃度為0.6%，10臺(tái)每小時(shí)可氧化純CH43600m3(相當(dāng)于減排50t二氧化碳)，能替代1臺(tái)15t/h的蒸汽鍋爐，1天可節(jié)煤72t。,31,主要利用技術(shù)匯總表-1,32,主要利用技術(shù)匯總表-2,33,主要內(nèi)容,一. 煤層氣資源及利用概況 二. 煤層氣利用技術(shù)進(jìn)展 三. 存在的障礙和問(wèn)題 四. 發(fā)展趨勢(shì)與建議,34,三.存在的障礙和問(wèn)題,（1）煤層氣

11、利用率低,圖：煤層氣歷年利用率變化示意圖,35,三.存在的障礙和問(wèn)題,（2）裝備水平需進(jìn)一步提高,（4）經(jīng)濟(jì)效益差,（3）政策落實(shí)不到位,（5）未形成規(guī)模化,1000kW以上內(nèi)燃機(jī)組及大功率高參數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)組尚不成熟 發(fā)電效率比國(guó)外裝備低10個(gè)百分點(diǎn)、可靠性較差,發(fā)電補(bǔ)貼費(fèi)用未兌現(xiàn)，建議從可再生能源發(fā)電統(tǒng)籌資金中給予解決,36,主要內(nèi)容,一. 煤層氣資源及利用概況 二. 煤層氣利用技術(shù)進(jìn)展 三. 存在的障礙和問(wèn)題 四. 發(fā)展趨勢(shì)與建議,37,四.發(fā)展趨勢(shì)與建議,（一）發(fā)展趨勢(shì),1.煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用是主體,圖：歷年及規(guī)劃中煤礦區(qū)煤層氣抽放量在1108m3以上礦區(qū)數(shù)量,38,2.煤層氣發(fā)電、壓縮

12、和液化后作為工業(yè)和民用燃料是今后主要利用方向,（一）發(fā)展趨勢(shì),3.低濃度瓦斯利用技術(shù)是重點(diǎn),4.裝備的大型化、成套化是必然選擇,39,進(jìn)一步加大對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)政策力度，在煤層氣開(kāi)發(fā)利用的立項(xiàng)、用地、融資等問(wèn)題上予以支持。,1.進(jìn)一步完善鼓勵(lì)煤層氣開(kāi)發(fā)利用政策,2.在主要煤層氣產(chǎn)區(qū)應(yīng)強(qiáng)制規(guī)定煤層氣發(fā)電配額,澳大利亞昆士蘭州要求天然氣發(fā)電必須占本州發(fā)電量的13%，這一措施極大地增加了天然氣包括煤層氣的市場(chǎng)需求。 由此可見(jiàn)，政府應(yīng)該出臺(tái)有利的政策或者措施加大對(duì)煤層氣投資和需求的引導(dǎo)。,四.發(fā)展趨勢(shì)與建議,（二）建議,40,3.開(kāi)展低濃度瓦斯利用技術(shù)研發(fā)示范,四.發(fā)展趨勢(shì)與建議,實(shí)際上，全國(guó)每年有90%的來(lái)自礦井回風(fēng)流中的濃度低于1%的煤層氣被直接排放到大氣中。礦井乏風(fēng)中煤層氣含量雖然比較低，但是礦井通風(fēng)量比較大，排放的煤層氣相當(dāng)可觀。煤層氣空排到大氣中，既浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境。因此，合理回收利用回風(fēng)流中的煤層氣具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義。,目前，瓦斯利用技術(shù)主要在中高濃度瓦斯領(lǐng)域推廣，忽視了低濃度瓦斯和礦井乏風(fēng)瓦斯