對(duì)煤層氣的回收利用有助于保護(hù)環(huán)境,在采煤之前先采出煤層氣,可以使煤礦生產(chǎn)中的瓦斯涌出量降低70%~85%。隨著《京都議定書》的正式生效,各國(guó)更注重對(duì)煤層氣的回收利用,以減少溫室氣體排放。
據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)煤層氣儲(chǔ)量約為30萬億立方米,僅次于俄羅斯和加拿大,居世界第3位。中國(guó)有近一半礦井為高瓦斯或瓦斯突出礦井,每年因采煤而從礦井中抽出并排放的煤層氣在13億立方米以上。如何趨利避害,使煤層氣成為中國(guó)新的替代能源并減排溫室氣體,各國(guó)經(jīng)驗(yàn)可資借鑒。
德國(guó):以政策法規(guī)推動(dòng)煤層氣開發(fā)
就在幾年前,德國(guó)企業(yè)界還一直不采用煤層氣。但近些年來,在一系列政策法規(guī)的推動(dòng)下,煤層氣開發(fā)及相關(guān)設(shè)備的研制均取得了很大進(jìn)展。
德國(guó)的煤礦主要分布在西部的北威州和薩爾州。據(jù)報(bào)道,德國(guó)礦區(qū)每年有10億立方米的煤層氣排入大氣,不僅污染環(huán)境,而且也造成能源浪費(fèi)。上世紀(jì)末,盡管德國(guó)已經(jīng)掌握了大規(guī)模利用煤層氣的技術(shù),但對(duì)煤層氣的利用還大多局限于在煤礦現(xiàn)場(chǎng)使用,如在鍋爐中將煤層氣和煤混合燃燒,用來取暖和發(fā)電。煤層氣發(fā)電一直得不到大規(guī)模的開發(fā),其主要原因是國(guó)家對(duì)煤層氣發(fā)電的入網(wǎng)補(bǔ)貼太低,經(jīng)濟(jì)上沒有可行性。德國(guó)《可再生能源法》對(duì)其煤層氣開發(fā)是個(gè)里程碑,它不僅使煤層氣發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上具有可行性,而且鼓勵(lì)企業(yè)在相關(guān)設(shè)備上開展中長(zhǎng)期投資。該法規(guī)定,今后20年內(nèi),500千瓦以上的煤層氣發(fā)電設(shè)備每生產(chǎn)1度電補(bǔ)貼約7歐分。德國(guó)幾家能源巨頭企業(yè)隨后聯(lián)手在煤鋼工業(yè)基地魯爾區(qū)所在的北威州專門組建了兩個(gè)煤層氣開發(fā)公司,分別負(fù)責(zé)廢棄煤礦煤層氣的獲取和利用以及運(yùn)營(yíng)中的煤礦的煤層氣利用。
俄羅斯:庫(kù)茲巴斯煤田回收利用煤層氣
煤炭?jī)?chǔ)量居世界第2位的俄羅斯2005年開采煤炭2.8億噸,比2003年增長(zhǎng)1.3%。但隨著煤礦開采量的增長(zhǎng),煤層氣也被大量排入大氣。僅俄最大的煤田——庫(kù)茲巴斯煤田每年就向大氣排放約10億~20億立方米煤層氣。
據(jù)悉,庫(kù)茲巴斯煤田每年排出的煤層氣中有1億~2億立方米是通過抽氣管道排出礦井的,這部分煤層氣便于回收。利用煤層氣發(fā)電有廣闊的推廣前景,所產(chǎn)生的電能可用于煤礦生產(chǎn)或向外供應(yīng)。除了發(fā)電,從煤礦抽出的煤層氣在去掉煤顆粒和水分并提高濃度之后,可用于工業(yè)生產(chǎn)或居民采暖,也可用作汽車燃料。
庫(kù)茲巴斯煤田的別洛沃煤礦是俄煤層氣含量最高的煤礦。該煤礦早在7年前就建成了全俄惟一的利用煤層氣的設(shè)施。目前別洛沃煤礦每分鐘可以壓縮5~6立方米從礦井中抽出的煤層氣,并用其發(fā)電。從礦井回收煤層氣的成本只有煤炭開采成本的30%~35%。
美國(guó):擬用二氧化碳回收煤層氣
一些美國(guó)專家認(rèn)為,煤層氣可成為一種穩(wěn)定和比較干凈的廉價(jià)能源。煤層氣回收增強(qiáng)技術(shù)是把二氧化碳注入不可開采的深煤層中加以儲(chǔ)藏,同時(shí)排擠出煤層中所含的甲烷,并加以回收的過程。
為達(dá)到環(huán)保要求,美國(guó)發(fā)電廠在廢氣處理的過程中需要分離出二氧化碳加以儲(chǔ)藏,其成本很高。熱電廠一般位于煤礦附近地區(qū),如果能將煤層氣回收增強(qiáng)技術(shù)商業(yè)化,便能節(jié)省二氧化碳的運(yùn)輸費(fèi)用。
二氧化碳能增加煤層氣的回收而且其本身被煤層隔離封閉。甲烷和二氧化碳以一定的比例存在于煤層中,煤層中的甲烷和二氧化碳既有氣態(tài)的,也有以吸附態(tài)存在的。當(dāng)純二氧化碳注入煤層時(shí),氣態(tài)的甲烷就被擠出,由于二氧化碳具有高度的吸附性,煤層會(huì)迅速吸附二氧化碳并排出原先吸附的甲烷。把二氧化碳注入目前不可開采的深煤層中加以儲(chǔ)藏,處在一定壓力下的二氧化碳就很難流失或泄漏,能提高儲(chǔ)藏的安全性,這是煤層氣回收帶來的另一益處。
來源:中國(guó)化工報(bào)
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