中国煤层气产业化动力系统分析

■牛苗苗/杨树旺

（中国地质大学（武汉）经济管理学院，湖北 武汉 430074）

1 煤层气产业化的概念

1.1 煤层气产业的概念

煤层气产业是以开发利用煤层气为目的的能源产业，是一个技术密集型的庞大产业系统。从产业层面上来看，煤层气产业包括上游、中游、下游三个领域。其中，上游以勘探、开发为主要任务；中游主要是指煤层气的管道输送和销售等运输销售环节，是煤层气开发和利用的桥梁；下游主要是指从事煤层气加工利用的产业链，包括居民生活用气、发电、化工原料、工业用优质燃料等加工利用环节[1]。

1.2 煤层气产业化的概念

煤层气的产业化是一个将煤层气由资源优势转化为经济优势的复杂的、动态的过程，包括三个内涵：第一，煤层气产业化就是市场化，通过市场调配资源，通过市场运作提供煤层气产业发展的资金，将静态的煤层气资源变成市场需要的燃料或化工原料；第二，煤层气产业化就是专业化，在煤层气产业发展的过程中，分工不断细化，逐步形成探、采、销一体的产业系统；第三，煤层气产业化就是规模化，煤层气产业的投资大，资金的回收周期长，煤层气的规模化生产是取得良好经济效益的前提，煤层气生产的规模化是煤层气产业化的基础。根据煤层气产业化较深入国家的实践经验，煤层气产业化可以分为五个阶段，分别为：地质选区阶段；勘探试验阶段；小规模商业开发阶段；大规模商业开发阶段；成熟阶段。

2 中国煤层气产业化动力系统

2.1 中国煤层气产业化动力系统的基本框架

煤层气产业化的动力机制就是指推动煤层气产业实现市场化、专业化、规模化等过程中各行为主体及动力要素、支撑要素的组成及作用机理[2]。其含义应该包括四个方面：第一，行为主体；第二，动力要素和支撑要素；第三，各动力因素和支撑要素的作用机理；第四，整体运行机制。

煤层气产业作为一个系统，涉及的行为主体主要有政府部门、科研机构、金融机构、勘探企业或机构、供应商、煤层气生产商、中间商、中介机构、人才市场、终端用户等。其中，政府部门可以为煤层气产业提供优惠政策、配套设施、标准规范，开拓融资渠道，甚至直接投入煤层气资源开发；科研机构可以为煤层气产业提供技术支持和咨询服务，或者与煤层气生产商联合研究开发，亦可将其技术直接转让给煤层气生产商，加速煤层气产业化；金融机构主要为煤层气产业化提供资金保障；勘探企业或机构，实施勘探作业，选择区块，探明储量，评价经济价值，指导煤层气开发；供应商为煤层气生产商提供生产开发所需的各种原料和设备；煤层气生产商，开发煤层气，创造供给；中间商主要指管道运输公司、煤层气配送公司或零售商等，实现煤层气的销售；中介机构，为煤层气生产商提供人才培训和法律咨询等服务；人才市场，提供人力资源；终端用户，购买煤层气，吸纳供给。

从煤层气产业化行为主体及其功能来看，影响煤层气产业化的因素主要有技术、需求、制度、政策、资金、资源、配套设施、人力资源等。这些因素中哪些是动力要素，哪些是支撑要素呢？煤层气产业化的动力要素应符合三个条件：第一，必须是在煤层气产业化过程中始终起作用的因素；第二，必须是直接推动煤层气产业产生和发展的力量；第三，在煤层气产业化过程中具有不可替代的作用，即其功能不能由其他要素所替代。

根据上述条件，煤层气产业化的动力要素有技术创新驱动、社会经济需求拉动和政府推动。其中，社会经济需求是拉动煤层气产业化的根本动力；煤层气开发利用技术的发展是驱动煤层气产业化的内在动力；政府的政策激励和投入引导可以弥补社会经济需求与技术创新供给不足的矛盾，因而是煤层气产业化的重要推动力。只有这三个要素并不能完成煤层气产业的发展，要使以上三个动力要素发挥作用，实现煤层气产业化，还必须引入经济活动中不可缺少的要素，即人力资源、配套设施、资金、资源和制度等要素。煤层气开发的每一个环节，都需要人才参与，需要相应的配套设施，需要资金和资源保障，需要制度的保驾护航。这些要素的缺乏，将制约煤层气产业的发展，因此这些要素可看作煤层气产业化的支撑因素。据此，构建煤层气产业化动力系统，如图1所示。

综上所述，煤层气产业化的动因有技术创新驱动、社会经济需求拉动、政府推动、配套设施支撑、人力资源支撑、资金保障、资源保障和制度保障。其中，技术创新驱动、安全与能源需求拉动和政府推动是煤层气产业化的动力要素；配套设施支撑、人力资源支撑、资金保障、资源保障和制度保障是煤层气产业化的支撑要素。

2.2 中国煤层气产业化的动力要素分析

2.2.1 社会经济需求拉动

2.2.1.1 安全需求

煤层气作为煤矿的灾害称为瓦斯，是煤矿事故的罪魁祸首，“瓦斯不治，矿无宁日”，开发煤层气可以减少煤层中的瓦斯含量，有效预防事故发生[3]。具体来讲，开采煤层气就是从煤层中抽放瓦斯，显然可以降低煤层中的瓦斯含量和瓦斯压力，降低瓦斯爆炸和瓦斯突出的几率，减轻矿井瓦斯隐患。如美国的Oak Grove煤矿煤层气开发10年后，Blue Creek煤层中的瓦斯含量减少到原先的27%。

2.2.1.2 能源需求

改革开放以来，随着中国城市化和工业化的深入发展，中国能源供应形势日趋紧张已经开始制约社会经济的发展。为保持能源的稳定供给，保证国民经济的可持续发展，除了加大常规能源的勘探开发，还要另辟蹊径开发新能源，比如开发利用煤层气[4]。

2.2.1.3 环保需求

煤层气开发，就是地面开发或井下抽采煤层中的瓦斯，就地利用或将其用作民用燃料、工业燃料、化工原料等，这将减少煤层瓦斯向大气排放，减少碳排放[5]。煤层气主要成分是甲烷，一旦排入大气中，将会引发温室效应，也会消耗大气层中的臭氧，增加紫外线侵袭，危害人类健康。据估计，煤层气的温室效应是CO2的21倍，每利用1亿m3米煤层气相当于减排CO2150万t。随着全球气候变化的加剧，中国政府加大了碳减排力度，要求“十二五”时期，单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%。因此，从环保角度来看，煤层气开发利用也是势在必行，大有可为。

2.2.2 技术创新驱动

新兴产业的成长都是以关键理论技术的突破及广泛应用为前提，煤层气产业也同样如此。煤层气开发是一个非常复杂的系统，包括地质研究、普查勘探、资源评价、钻井施工、储层改造、排采生产、净化集输等环节，涉及地质基础理论、勘探技术、开发工艺技术、增产技术、集输利用与管理技术等。这些技术的突破创新与推广应用，将推动煤层气产业实现规模化生产，商业化应用，降低生产与利用成本，提升煤层气产业竞争力，加速煤层气产业化。比如美国，自从1989年，实现了煤层气勘探理论的研究突破，掌握了煤储层双孔隙导流以及中煤级煤生储与成藏等机理，煤层气勘探开发步伐逐渐加快。到1993年，美国煤层气年产量就达到210亿m3，超过了同期中国天然气生产量。

2.2.3 政府推动

世界各国的实践证明，政府的政策激励和投入引导是新兴产业发展的重要推动力。煤层气产业作为新兴产业，也不例外。政府的作用就是为煤层气产业化创造良好的发展基础和宽松的政策环境。例如，美国为加快煤层气产业发展，先后出台了《国家能源法》、《能源意外获利法》、《联邦政府对煤层气项目资助指南》等政策法规，使煤层气勘探开发可以享受税收减免、政府拨款、优惠贷款、优惠地租、用户补贴等政策支持，极大促进了煤层气的开发利用。美国政府还先后投入60多亿美元开展了大量的煤层气科学研究和试验开发工作，其中有4亿多美元专门研究基础理论，以形成有效指导煤层气勘探开发的基础理论和工艺技术。这大大加快了美国煤层气产业的技术创新和技术突破，加速煤层气商业化和大规模开发。

2.3 中国煤层气产业化的支撑要素分析

要使上述三个动力要素充分发挥作用，实现煤层气产业化，还需要经济活动中不可或缺的要素，如配套设施、人力资源、资金、制度等动力系统的支撑因素。

2.3.1 配套设施支撑

配套设施是一国产业发展的关键支撑要素之一。煤层气产业发展离不开运输管网、存储、液化、发电上网等配套设施的建设。煤层气生产企业，利用内部管网将矿井中的煤层气抽出，实现煤层气开采；利用长输管网，将煤层气从煤层气田输送到各地用户终端，供其用作民用燃料、工业燃料等，以拓宽市场范围，实现煤层气开采与市场需求的衔接；存储设施或集气站建设，则是用于存储煤层气，缓解煤层气生产与煤层气消费的时间差异矛盾，稳定煤层气供给；液化设施，则有助于煤层气液化，便于煤层气的汽车运输、轮船运输等；发电上网等用户设施建设，则是实现煤层气利用的必备条件。它们是实现煤层气从矿井到消费者或用户的前提条件，是将潜在需求转换为现实需求的根本保障，是促进煤层气产业化的必须条件。

2.3.2 人力资源支撑

煤层气产业是一个技术密集型产业，拥有一批专业化的施工和管理队伍是煤层气产业化的基本保证。煤层气产业化需要大批专业化和训练有素的队伍，从事煤层气勘探开发、施工建设、运输等各环节的施工和管理，以保证煤层气产业的顺利运营。另一方面，专业化的施工队伍，能够降低施工成本、缩短建设周期，提升煤层气产业竞争力，加速煤层气产业化。

目前，中国煤层气产业正处于发展初期，国内专门从事煤层气开发利用研究的单位很少，科研基础工作薄弱，专业化人才稀缺，人才队伍发展缓慢，严重制约了中国煤层气产业的发展。

2.3.3 资金保障

煤层气产业是一种高投入、高技术、高风险的产业，要掌握煤层气资源的基本赋存规律和开发技术，实现商业化开发，必须有较多的前期投入和较先进的仪器设备，而这都需要大量的资金投入。譬如，晋城煤业集团，要形成1亿m3的产能，大概前期需要投资30亿元用于煤层气地面开发建设（只包括集输前的环节）。因此，资金保障是煤层气产业化的必要条件。

2.3.4 资源保障

作为一种资源型产业，煤层气产业最突出的特点就是对资源的依赖性强。煤层气产业是以地下蕴藏的煤层气资源为主要劳动对象的，煤层气资源的数量、质量、分布和赋存形态等禀赋特征，直接决定了煤层气产业的发展前景。因此，充足的煤层气资源，是煤层气产业化的基本前提。而煤层气勘探，根本目的就是为了探明煤层气资源储量、查明煤层气赋存条件，以方便未来的开采利用。所以，加大煤层气勘探力度，提升煤层气探明率，是实现煤层气规模化开发的必由之路。但截至2010年底，中国煤层气探明面积2139.53km2，探明地质储量2863.36×108m3，探明可采储量1480.9×108m3，探明率仅为0.8%，与其它国家相比，中国煤层气的勘探投入严重不足，勘探潜力巨大。

2.3.5 制度保障

由于煤层气的自然稀缺性、勘探开发的规模经济性和范围经济性，煤层气的开发具有自然垄断性。健全煤层气产业制度，明确产权设置、市场规则、价格机制和产业标准等，可以缓解或避免煤层气勘探开发中出现的市场失灵，提升资源配置效率，提高煤层气开发经济效益、环境效益和社会效益，促进煤层气产业化。比如，美国非常重视煤层气产业相关制度建设，它把煤层气当做天然气的补充气源，将其纳入天然气工业的管理框架下，再给予一些优惠政策，使煤层气与常规天然气能够同台竞争，促进了煤层气产业的迅速发展。美国政府先后出台《能源政策法》、《能源意外获利法》、《气候变化行动计划》等，从法律上鼓励、支持煤层气的开发利用[6]。1983年和1990年，阿拉巴马州和弗吉尼亚州相继颁布了煤层气产业法规，刺激煤层气产量大幅度上升，经济效益非常明显。而没有颁布煤层气产业法规的宾西法尼亚州和西弗吉尼亚州，虽然其可采煤层气资源是阿拉巴马州的4倍，但1996年阿拉巴马州的煤层气产量却是宾西法尼亚州和西弗吉尼亚州总产量的100多倍，说明煤层气产业的快速健康发展离不开制度支持。

3 结论

本文在探讨了煤层气产业的概念以及煤层气产业化的内涵和阶段的基础上，构建了中国煤层气产业化动力系统，并深入分析了煤层气产业化的动力要素和支撑要素。研究表明，煤层气产业是一个复杂系统，涉及的行为主体主要有政府部门、科研机构、金融机构、勘探企业或机构、供应商、煤层气生产商、中间商、中介机构、人才市场、终端用户等。煤层气产业化的动因有技术创新驱动、安全与能源需求拉动、政府推动、配套设施支撑、人力资源支撑、资金保障、资源保障和制度保障。其中，技术创新驱动、安全与能源需求拉动和政府推动是煤层气产业化的动力要素；配套设施支撑、人力资源支撑、资金保障、资源保障和制度保障是煤层气产业化的支撑要素。

根据煤层气产业化动力系统，要加快煤层气产业化，关键在于：第一，加强下游建设，提高安全环保要求，完善市场体系，着力提升需求拉动；第二，明确技术攻关方向，构建外部技术支持体系，加强国际交流与合作，加强技术创新驱动；第三，完善和落实政府扶持政策，加大政府推动；第四，加大配套设施建设，完善官网运营机制，加强配套设施支持；第五，加强人才迎进与培养，建设学习型企业，加强人力资源支撑；第六，鼓励多元化投资，拓宽企业融资渠道，充分利用CDM机制，加强资金保障；第七，加大基础地质理论研究，加大勘探力度，加强资源保障；第八，完善进入退出机制，完善价格形成机制，建立煤层气与煤炭开发协调机制，以加强制度保障。

[1]卜小平，费明明，等.中国煤层气产业竞争力影响因素分析[J].中国矿业,2010(12):12-15.

[2]蔡敏.中国煤层气产业规制与产业发展[J].资源与产业，2010(4)：91-94.

[3]李树刚,林海飞，等.我国煤矿瓦斯灾害事故发生原因及防治对策[A].中国职业安全健康协会.中国职业安全健康协会2010年学术年会论文集[C].北京：煤炭工业出版社,2010：169-173.

[4]冯之浚.中国可再生能源和新能源产业化高端论坛[M].北京：中国经济出版社，2007：214-235.

[5]林建浩，胡爱梅.中国煤层气开发产业化对策研究[M].北京:石油工业出版社，2007：84-95.

[6]马争艳，杨昌明.美国煤层气产业化的成功经验与启示[J].中国国土资源经济,2007（4）：29-31.