清洁安全型能源煤层气

■单衍胜

煤层气，俗称“瓦斯”、煤层甲烷，顾名思义，即煤里产出的天然气。也就是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源。煤层气属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。

煤层气的主要成分是甲烷（CH4），甲烷含量通常达到80%～99%，其次是氮气（N2）和二氧化碳（CO2），几乎不含有一氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）等有害气体。

煤层气用途非常广泛，可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料。煤层气热值是通用煤的2-5倍，每标方煤层气大约相当于9.5度电、3 立方米水煤气、1升柴油、接近0.8千克液化石油气、1.1～1.2升汽油。煤层气热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，燃烧后几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。另外,煤层气燃烧后几乎不产生污染物，因此它是相当便宜的优质、清洁型能源。

使用煤层气相对较为安全。通常情况下，煤层气密度是空气的0.55倍，如有泄漏会向上扩散，只要保持室内空气流通，即可避免爆炸和火灾。而煤气、液化石油气等密度是空气的1.5～2.0倍，泄漏后会向下沉积。相比而言，煤层气的危险性要小的多。当煤层气空气浓度在5%-16%范围内时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。而水煤气爆炸范围是空气浓度在6.2%～74.4%之间，且煤层气不含一氧化碳（CO），因此，煤层气相对于水煤气不易爆炸，在使用过程中也不会发生象水煤气那样的中毒现象。

煤层气的开采方式一般有两种：地面钻井开采和井下瓦斯抽放系统抽出。地面开采煤层气和井下抽放瓦斯都是可以利用的。通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%～85%。地面钻井开采方式，国外已经使用，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，但若积极开发每年至少可采出50亿立方米。目前除了供暖外，煤层气没有找到合理的利用手段，未能充分利用，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。所以，抽放瓦斯排入大气既花去了费用，浪费了资源，又极大地污染了环境。

我国煤层气资源丰富。据国土资源部煤层气资源评价，我国埋深2000m以浅煤层气地质资源量约36万亿立方米，主要分布在华北和西北地区，其次是西南贵州、四川南部以及东北地区。目前可开采的1000m以浅的煤层气地质资源量约10万亿立方米，占全国煤层气资源地质总量的38.8%。

随着终端能源需求逐步向优质高效洁净能源转化，天然气的需求将迅速增长。煤层气的开发利用具有一举多得的功效，既能保障煤矿生产安全、减少大气污染，又能改善能源结构、缓解能源需求紧张的局面，更能就地解决当地居民的生活燃料、汽车燃料、发电等问题，直接改善老百姓生活。作为洁净型能源，煤层气商业化后能产生巨大的经济效益。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》将加快煤层气开发放在了突出地位，《煤层气勘探开发行动计划》确定了2020年煤层气产量达到400亿立方米的战略目标等，以加快培育和发展煤层气产业，推动清洁型能源生产和消费革命。