山西省居民用气气源选择研究

路广英

山西省居民用气气源选择研究

路广英

对山西省居民用气气源选择进行了研究探讨,分析了山西省燃气资源量现状,针对山西省居民用气燃料种类较多的特点,提出了居民用气的选择原则,指出应优先使用气量充足、清洁环保的天然气(煤层气)。

居民用气,煤层气,天然气,焦炉煤气

1 燃气资源量

山西省是我国最大的煤炭生产基地、焦炭生产基地和全国煤层气资源开发利用程度最高的地区,同时也是国家陕京一线、陕京二线、“西气东输”线等主干管线网络覆盖的地区。特别是煤层气和焦炉煤气“两气”资源极为丰富,均居全国第一,综合开发利用前景十分广阔,潜力巨大,为我省煤层气、天然气、焦炉煤气产业发展提供了得天独厚的资源条件。

1.1 天然气资源量

目前山西省境内已有三条国家天然气输气干线建成投产,正在建设两条输气干线,山西省可用气量总计为 70亿 m3/年。

1)陕京二线。气源为陕西的长庆气田,输气干线由兴县入晋,经岚县、静乐、阳曲,从盂县出境入河北。省内全长 260 km,管径 1 016mm,设计输气能力 120亿 m3/年。山西省取气量可达20亿 m3/年。2)陕京三线。气源为陕西的长庆气田,与陕京二线路由平行,管径为 1 216mm,设计输气能力 120亿m3/年,给我省留气 40亿 m3/年。3)榆济管线。经我省吕梁市离石区、汾阳、平遥县、武乡县、黎城县进入河南,给我省量为 10亿 m3/年。

1.2 焦炉煤气资源量

我省是全国最重要的焦炭生产基地,焦炭产量和外调量居全国首位。2008年全省生产焦炭 8 239万 t,约占全国焦炭产量的26%,出口焦炭 678万t,约占全国焦炭出口量的 56.5%。焦炉煤气可利用量为 164亿m3/年,经过几年的发展,我省虽然已利用约120余亿立方米(主要用于城市燃气、化工原料、工业燃气和发电),每年仍有 40余亿立方米焦炉煤气资源可利用。焦炉煤气可用于提纯甲烷制天然气,经折算未来十年,可经由焦炉煤气制取天然气的产能每年约 10亿m3。

焦炉煤气资源分布相对分散,主要集中在清徐、灵石、襄汾、交城、介休、潞城、汾阳、孝义、洪洞、河津等县市。根据全省天然气管网规划建设情况,在全省焦炉剩余煤气集中地区建设焦炉剩余煤气接卸站,将焦炉剩余煤气净化、加工后进入管网输配使用,从根本上解决焦炉剩余煤气综合利用问题。

1.3 煤层气资源量

山西是煤层气资源最为富集的地区,是全国最具潜力的煤层气开发利用基地,煤层气资源勘探范围、勘探程度、探明储量均列全国首位。全省 2 000m以浅的煤层气资源总量约 10万亿 m3,约占全国的 1/3。

未来 10年,我省地面煤层气勘探开发主要集中在沁南、沁北(昔阳、寿阳)、三交柳林三大煤层气开发利用基地和吉县—大宁、保德、临兴三大煤层气重点勘探开发区,同时通过加快西山、宁武等其他区域煤层气的勘探开发步伐,预计到 2015年可形成 25亿m3的产能,到2020年可形成 70亿m3的产能。

未来 10年,我省将重点建设晋城、阳泉、潞安、西山、离柳五大煤矿瓦斯抽采利用区,预计到 2015年可形成 39亿m3的抽采量,到 2020年可形成 44亿m3的抽采量。

另外我省主要煤矿区风排瓦斯资源潜力巨大,预计到2015年、2020年分别形成 40亿m3和35亿m3的排放量(见表 1)。

表1 山西省天然气资源量表 亿m3

而我省已建成天然气管网 882 km,年输气量70亿m3,规划建设“三纵三横”省内输气管网,至 2020年将建成输气管网总长3 500 km,输气能力 18 070亿m3。

由以上分析可知,各类气源经加工后,燃气的主要特性基本一致,可以采用同一管网集中输配,满足不同用户,不同区域的用户需求。

2 气源选择

2.1 作为生活用气的气源应满足的特性

1)气源充足性、稳定性。从供气的稳定性看,与焦炉煤气相比,天然气的气源关联因素相对较少,受行业市场波动影响较小。2008年的金融危机,使得焦化产业出现减产现象,城市焦炉煤气供应也面临困境。而天然气供应却几乎没有受到影响,其能源产业正处于蓬勃的发展势头,在未来的几十年中,天然气的应用将更加稳定可靠。同样,煤层气作为一种新兴的清洁能源,也成为国家大力支持开发应用的新能源之一。我省煤层气储量丰富,且气田输气距离较天然气更近,应作为我市生活用气的主要能源之一。但目前由于气源及管网正在建设中,无法规模化供应。因此,近期无法作为城市生活用气的主要气源。远期煤层气将与天然气并网输送。

2)安全卫生性。与其他用气相比,生活用气是与居民接触最为紧密的一种。因此,保证居民使用气源安全、卫生成为该气源作为生活用气的前提。焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成,分别占65.6%和18.9%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类;其低发热值为16.2MJ/Nm3,密度为0.4 kg/Nm3～0.5 kg/Nm3,比空气轻,易扩散。由于焦炉煤气中含有一氧化碳,因此家庭中管道煤气或灶具泄漏将引起一氧化碳中毒。管道、灶具泄漏的可能性很小,但由于操作不当造成燃烧不充分也会造成一氧化碳排放。天然气主要成分为甲烷,低发热值 32.762 MJ/m3,比重 0.65,比空气轻,一旦泄漏,立即会向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,具有无色、无味、无毒之特性。天然气企业皆遵照规定添加臭剂(四氢噻吩),以资用户嗅辨。若天然气在空气中浓度为 5%～15%的范围内,遇明火即可发生爆炸,这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、高温,其破坏力和危险性都是很大的。煤层气是天然气的一种,准确称谓为煤层天然气,是煤田开采时产生的气体,也叫瓦斯气;“先采气,后采煤”的方式已成为发达国家能源利用的基本方式。“先采气,后采煤”大大提高了采煤的安全性。从特性上分析,任何一种气体都是极易燃烧的危险品。而天然气无毒无害的特性,应作为居民生活用气的首选。

3)经济实用性。目前,我省的焦炉煤气用户的用气费用是0.72元/m3;天然气用户的用气费用是 2.1元/m3。通过热值计算,天然气仍比焦炉煤气贵 50%。居民户均月用天然气量为 15m3,则月支出费用为 31.5元,若气价上涨 20%,则居民需每月多支出6.3元,若气价上涨 50%,则居民需每月多支出 15.8元。应该说价格的上涨在居民的承受能力范围内。

4)环保清洁性。环保是政府决定采用何种气源的主要衡量因素。与其他相比,天然气无疑是最为环保清洁的能源。天然气燃烧过程中,所产生的影响人类呼吸系统健康的氮化物、一氧化碳、可吸入悬浮微粒极少,几乎不产生导致酸雨的二氧化硫,而产生导致地球温室效应的二氧化碳的排放量为煤的 40%,燃烧之后也没有废渣、废水,环境代价低。

2.2 生活用气气源的选择

规划 2020年山西省总人口为 3 800万人,其中城镇人口为2 020万人,耗气指标取 2 300MJ/(人·年),气化率按 95%计算,则居民总用气量为 13.6亿 m3/年,占可供气量的比例很小。

目前能为居民生活用气提供较为稳定气源的只有天然气和焦炉煤气。除了价格略贵外,天然气以其环保清洁安全卫生应该是成为居民生活用气的首选。国家于 8月 30日实施《天然气利用政策》也将居民生活用气划为天然气使用的优先类。而焦炉煤气已不是“生产尾气”,有更加合理的利用途径,目前焦炉气价格相对便宜,是建立在损失企业经济效益和以环保作为牺牲的基础上的。

由以上分析可知天然气(煤层气)不但环保清洁、安全卫生,而且气源充足稳定,虽然价格较焦炉煤气略贵,但还是在居民的承受范围之内的。故居民用气应优先选择天然气(煤层气)。

[1] 余晓梅,田志伟.晋中市煤气利用工程的几点思考[J].山西建筑,2010,36(7)：149-150.

Research on selection of gas resource for residents use in Shanxi

LU Guang-ying

The paper researches and explores the selection of the gas selection for the residents use in Shanxi,analyzes the currentsituation for the gas resource volume in Shanxi,points out the selection principle for the gas for residents'use,and points out the abundant and environment friend ly natural gas should be used firstly.

gas for residents'use,coal-bed methane,natural gas,coke oven gas

TU996

A

1009-6825(2011)09-0121-02

2010-12-07

路广英(1977-),男,工程师,山西省城乡规划设计研究院,山西太原 030001