王升輝，孫婷婷，，孟 剛，趙亞利

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)人文經(jīng)管學(xué)院，北京 100083；2. 國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100034; 3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)外語(yǔ)學(xué)院，北京 100083)

1 我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)分析

1.1 我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性

中國(guó)煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)占世界第一，煤炭產(chǎn)量大概占全球的三分之一左右。根據(jù)國(guó)家能源局《“十二五”煤炭工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(征求意見(jiàn)稿)，到2015年，我國(guó)煤炭產(chǎn)量的上限將是37.9億t，但此上限或于2012年就將被打破。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2011年1～12月，全國(guó)煤炭產(chǎn)量累計(jì)35.2億t，同比增長(zhǎng)11.6%，較之2010年原煤產(chǎn)量32.4億t(國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù))增長(zhǎng)10.5%(圖1)。

我國(guó)對(duì)煤炭的需求量會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及能源需求的快速增長(zhǎng)而不斷提高，但是我國(guó)有41%以上的煤炭資源為含氣量大于10m3/t的高瓦斯區(qū)，全國(guó)共有約9000多處高瓦斯礦井及煤與瓦斯突出礦井，占全國(guó)礦井的30%左右。高瓦斯礦井隨著開(kāi)采深度的不斷增加而越來(lái)越多，這是引發(fā)瓦斯事故頻繁發(fā)生，制約我國(guó)煤礦安全的主要原因。

圖1 2000～2011年全國(guó)煤炭產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)圖

我國(guó)雖然是發(fā)展中國(guó)家，卻是溫室氣體排放大國(guó)，2010年我國(guó)CO2排放當(dāng)量為1300Mt-c，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)美國(guó)1990年的CO2排放量(883Mt-c)，變成溫室氣體排放世界第一大國(guó)，我國(guó)政府將因此而面臨巨大的壓力。如果煤層氣資源在采煤之前能夠得到合理的開(kāi)發(fā)利用，則既可以減少煤礦瓦斯災(zāi)害，又可使寶貴的資源得到充分的利用，增加清潔能源供給，改善能源結(jié)構(gòu)，在一定程度上緩解我國(guó)能源緊張狀況。目前我國(guó)每年因煤炭開(kāi)采釋放到大氣中的煤層氣資源達(dá)200億m3，隨著開(kāi)采深度逐漸加深，煤層含氣量更高，會(huì)有更多寶貴的資源被白白浪費(fèi)。

1.2 煤層氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

1.2.1 石油企業(yè)投入煤層氣地面開(kāi)發(fā)

煤層氣開(kāi)發(fā)利用已成為中國(guó)石油的主營(yíng)業(yè)務(wù)和新的戰(zhàn)略增長(zhǎng)點(diǎn)。自2006年開(kāi)始開(kāi)發(fā)煤層氣，逐漸形成了華北油田在沁水盆地南部(沁水氣田)、中石油煤層氣公司在鄂爾多斯盆地東緣(鄂東氣田)競(jìng)相快速發(fā)展的格局。煤層氣的商業(yè)開(kāi)發(fā)，自2009年以來(lái)進(jìn)展迅速，西氣東輸管線已成功地將沁水氣田產(chǎn)品氣輸往東部地區(qū)，而韓城市及其周邊的用氣鄂東氣田韓城區(qū)塊煤層氣已可以保障。

沁水氣田開(kāi)發(fā)截止到2010年7月底，累計(jì)完鉆直井879口，羽狀水平井48口，已經(jīng)建成1座煤層氣處理中心，一期的年處理能力可以達(dá)到10億m3/a，而二期可擴(kuò)建到30億m3/a規(guī)模，集氣站6座，變電站2座，累計(jì)投產(chǎn)直井509口，水平井45口，合計(jì)日產(chǎn)氣120萬(wàn)m3，1～7月銷售商品氣2.06億m3。

鄂東氣田以韓城區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)為主，完成一座日處理能力30萬(wàn)m3集氣站(韓1站)的擴(kuò)容改造工程，完成中心處理廠基礎(chǔ)施工(三通一平)，穩(wěn)步推進(jìn)韓城-渭南-西安管道建設(shè)工作。截至2010年7月底，韓城區(qū)塊已累計(jì)完鉆開(kāi)發(fā)井353口，投產(chǎn)135口，合計(jì)日產(chǎn)氣5.2萬(wàn)m3。1～7月合計(jì)銷售商品氣617.34萬(wàn)m3。

1.2.2 晉城煤業(yè)集團(tuán)采煤采氣一體化生產(chǎn)

晉城煤業(yè)集團(tuán)是全國(guó)最大的煤層氣抽采利用企業(yè)、全國(guó)最大的煤化工企業(yè)和我國(guó)優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤重要的生產(chǎn)企業(yè)。探索并應(yīng)用“采煤采氣一體化”模式，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)煤炭煤層氣安全高效協(xié)調(diào)生產(chǎn)。有2300余口地面煤層氣抽采井群、15億m3/a抽采能力、11.5億m3/a利用能力，建成了世界最大的120兆瓦煤層氣發(fā)電廠，擁有97臺(tái)瓦斯發(fā)電機(jī)組，形成了煤層氣勘探、抽采、輸送、壓縮、液化、化工、發(fā)電、燃?xì)馄嚒⒕用裼脷獾韧暾漠a(chǎn)業(yè)鏈。

1.2.3 阜新劉家區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用

阜新劉家區(qū)的第1口井1999年鉆成，到2002年打了8口煤層氣井，開(kāi)始給阜新市市民供氣的時(shí)間為2003年3月1日，到目前為止共有17口井，其中15口井進(jìn)行生產(chǎn)，向阜新城區(qū)的供氣能力為50000多m3/d，近10 萬(wàn)戶居民可以使用安全、潔凈、環(huán)保的新能源。同時(shí)，這種清潔能源還供應(yīng)阜新1800 多輛出租車及遼陽(yáng)和朝陽(yáng)的工業(yè)用戶使用。

1.2.4 淮南煤田煤層氣開(kāi)發(fā)

2002年開(kāi)始，大規(guī)模啟動(dòng)瓦斯利用工程。瓦斯利用由2002年的432萬(wàn)m3增至2009年的5191萬(wàn)m3，2010年完成6800萬(wàn)m3。

1.2.5 目前瓦斯利用情況

民用燃?xì)猓航ǔ闪诵轮x地區(qū)中壓聯(lián)網(wǎng)工程。2009年民用瓦斯用戶已擴(kuò)大到4萬(wàn)余戶。2011年瓦斯民用達(dá)6萬(wàn)戶。

瓦斯發(fā)電：建成了新莊孜礦等高濃度(大于30%)瓦斯發(fā)電站7座，裝機(jī)規(guī)模17032kW；謝一礦等低濃度(大于10%～30%)瓦斯發(fā)電站3座，裝機(jī)規(guī)模9000kW。目前瓦斯發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模已達(dá)26032kW，其中進(jìn)口機(jī)組規(guī)模占總規(guī)模的51%?！笆晃濉蓖瓿赏咚拱l(fā)電工程投資2.5億元。2010年瓦斯發(fā)電量達(dá)1億度。

熱電冷聯(lián)供：建成了丁集礦熱電冷聯(lián)供制冷站，制冷能力17300kW。降溫效果顯著，有效地保證了井下高溫采掘頭面的降溫要求。

2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

減少溫室氣體排放，減少化石能源的依賴，將是未來(lái)能源的需求和發(fā)展方向。我國(guó)在天然氣利用方面最大的難點(diǎn)是資源瓶頸，對(duì)天然氣需求的增長(zhǎng)每年將保持在15%以上，發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)石油、煤炭。我國(guó)到2010 年天然氣需求量已超過(guò)1000億m3，而2020年將達(dá)到2000億m3的需求量，占整個(gè)能源結(jié)構(gòu)的10%。從目前的天然氣儲(chǔ)量看，約一半的天然氣需要進(jìn)口，進(jìn)口模式分兩種，一種是進(jìn)口LNG(液化天然氣)，一種是管道天然氣，但發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)LNG需求競(jìng)爭(zhēng)又日趨激烈，特別是美國(guó)。

煤層氣是天然氣資源的必要補(bǔ)充。美國(guó)天然氣技術(shù)研究所2001年對(duì)美國(guó)煤層氣資源量又進(jìn)行了預(yù)測(cè)，煤層氣資源量為21萬(wàn)億m3。美國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)試驗(yàn)始于20 世紀(jì)70 年代后期，80 年代中后期實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；纳虡I(yè)開(kāi)發(fā)，年產(chǎn)量逐年大幅度增加，1980 年年產(chǎn)量不足1m3，90 年代初期穩(wěn)產(chǎn)在200億m3，2003 年產(chǎn)量達(dá)到450億m3，約占美國(guó)天然氣當(dāng)年產(chǎn)量的7.9%。我國(guó)每年向大氣釋放煤層氣(煤礦稱瓦斯)約120億m3，年抽采量17億m3，利用僅為5億m3，可見(jiàn)開(kāi)發(fā)煤層氣既可利用資源，又可減少煤礦瓦斯災(zāi)害和大氣污染。

2.1 技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)

隨著我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用的不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的相對(duì)滯后也影響煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，目前需要加大科技研發(fā)力度的技術(shù)主要有:瓦斯自動(dòng)控制系統(tǒng)、低濃度瓦斯排采技術(shù)、低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)；地面開(kāi)采井排采技術(shù)、低成本鉆完井技術(shù)，和煤層氣加工、運(yùn)輸及其他利用技術(shù)等。

2.2 市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)天然氣市場(chǎng)發(fā)展迅速，天然氣每年的消費(fèi)量均以兩位數(shù)的速度增長(zhǎng)。2008年中國(guó)天然氣消費(fèi)量807億m3，是2000年的3倍多。2008年國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量為760.82億m3，比上年增長(zhǎng)12.3%。供需缺口近50億m3，中國(guó)成為天然氣凈進(jìn)口國(guó)。2009 年的天然氣產(chǎn)量約830億m3，與2008年相比增長(zhǎng)7.7%，消費(fèi)量為874億m3，同比增長(zhǎng)11.5%，據(jù)IEA數(shù)據(jù)，世界非常規(guī)天然氣資源量為921萬(wàn)億m3(致密砂巖氣210萬(wàn)億m3，煤層氣256萬(wàn)億m3，頁(yè)巖氣456萬(wàn)億m3)(圖2、圖3)，非常規(guī)氣的產(chǎn)量貢獻(xiàn)將持續(xù)攀升，特別是北美、亞洲和非洲，預(yù)計(jì)2030年非常規(guī)氣占全球總產(chǎn)量的比例將由目前不到5%提高到15%。

3 中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略

我國(guó)“十二五”規(guī)劃將以經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵模淮罅Πl(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)；節(jié)能減排、淘汰落后產(chǎn)能；提高自主創(chuàng)新力，加快現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展。國(guó)家能源局預(yù)計(jì)，到“十二五”階段末即2015年，煤炭在一次能源消費(fèi)中的比重可由2009年的70%下降到63%，天然氣消費(fèi)占比將從目前的3.9%提高至8.3%。

根據(jù)目前規(guī)劃，2015年中國(guó)天然氣利用規(guī)模會(huì)達(dá)到2600億m3；在保障國(guó)家能源安全和應(yīng)對(duì)全球氣候變化的雙重背景下，加快發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，補(bǔ)充天然氣需求，就成為最現(xiàn)實(shí)的手段之一。加拿大煤層氣開(kāi)發(fā)的起步時(shí)間基本與我國(guó)相當(dāng)。我國(guó)煤層氣2001年累計(jì)鉆井224口，2005年以前一直以資源評(píng)價(jià)為主并未進(jìn)行大規(guī)?？碧?，2005年鉆井270口，而加拿大煤層氣產(chǎn)業(yè)則在石油和能源公司加入之后迅速發(fā)展起來(lái)。

圖2 世界非常規(guī)氣資源量圖

圖3 世界非常規(guī)氣需求量圖

在1980到2001年期間，加拿大的煤層氣井僅有250口，生產(chǎn)井有70口，達(dá)到2000～3000m3/d的只有4口單井。在此之后，一些能源及石油公司加大了投入進(jìn)行勘探和開(kāi)發(fā)煤層氣試驗(yàn)活動(dòng)，煤層氣開(kāi)發(fā)快速發(fā)展，僅僅2002到2003年期間，煤層氣生產(chǎn)井就增加了1000口左右，煤層氣年產(chǎn)量快速達(dá)到了5.1億m3，而煤層氣生產(chǎn)井其單井日產(chǎn)量達(dá)到2830m3。到2008年底煤層氣生產(chǎn)井共有13190口，而煤層氣的年產(chǎn)量達(dá)到了72億m3，2010年底煤層氣生產(chǎn)井達(dá)到19530口(表1、圖4、圖5)。

表1 2001～2010年中國(guó)與加拿大煤層氣鉆井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)際能源署(IEA)2011。

圖4 中國(guó)與加拿大煤層氣產(chǎn)量對(duì)比圖

圖5 中國(guó)與加拿大煤層氣鉆井?dāng)?shù)據(jù)

利用翁氏旋回法、龔珀茲法和歷史趨勢(shì)預(yù)測(cè)法等三種方法對(duì)未來(lái)煤層氣產(chǎn)量增長(zhǎng)進(jìn)行中長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)。其預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2未來(lái)50年中國(guó)煤層氣產(chǎn)量增長(zhǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果。2012年我國(guó)煤層氣產(chǎn)量將達(dá)100億m3，其中地面抽采50億m3；2020年產(chǎn)量300億m3；2030年產(chǎn)量500億m3，與美國(guó)現(xiàn)階段產(chǎn)量相當(dāng)。

表2 我國(guó)煤層氣2012～2050年產(chǎn)量預(yù)測(cè)表

總體看來(lái)，三種方法的預(yù)測(cè)結(jié)果均表現(xiàn)為未來(lái)50年煤層氣產(chǎn)量將保持高速增長(zhǎng)。根據(jù)目前我國(guó)煤層氣發(fā)展速度及政策導(dǎo)向等預(yù)測(cè)我國(guó)煤層氣產(chǎn)量將經(jīng)過(guò)緩慢、快速和穩(wěn)定三個(gè)階段的增長(zhǎng)(圖6)。

圖6 我國(guó)煤層氣產(chǎn)量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)

4 加快煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策建議

4.1 總體思想

1)加大宣傳，牢固樹(shù)立采氣采煤的“安全發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展及可持續(xù)發(fā)展”的生產(chǎn)觀念，從政府職能上理順煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體制和機(jī)制，共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境改善。

2)由國(guó)家層面一體化統(tǒng)籌考慮“井下瓦斯防治、甲烷溫室氣體治污及煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展”，抓緊制定和出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)以及稅費(fèi)政策。

3)以“先采氣，后采煤”為原則對(duì)礦權(quán)關(guān)系進(jìn)行清理，綜合勘查、開(kāi)采煤炭、煤層氣，盡量進(jìn)行“整裝氣田整裝開(kāi)發(fā)”，提倡聯(lián)合煤炭企業(yè)和煤層氣生產(chǎn)企業(yè)，制止無(wú)序開(kāi)采以及無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。

4)制定讓煤層氣開(kāi)發(fā)商有利可圖的優(yōu)惠經(jīng)濟(jì)政策，吸引可投入煤層氣開(kāi)發(fā)的資金。

4.2 相關(guān)建議

4.2.1 礦業(yè)權(quán)登記的優(yōu)惠政策

對(duì)“先采氣后采煤”政策進(jìn)行落實(shí)，由國(guó)土資源部統(tǒng)一審批國(guó)家重點(diǎn)規(guī)劃的大型煤層氣盆地煤層氣礦業(yè)權(quán)以及煤礦權(quán)，避免新的礦業(yè)權(quán)沖突。

在其他含煤盆地或含煤區(qū)，煤礦權(quán)以外的含煤區(qū)，低煤階的煤(褐煤-長(zhǎng)焰煤)，含氣量為3m3/t以上，中高階煤(氣煤以上煤階)含氣量為6m3/t以上設(shè)立煤層氣資源公告區(qū)，優(yōu)先登記公告區(qū)以內(nèi)的煤層氣礦權(quán)。

4.2.2 長(zhǎng)期低息貸款優(yōu)惠

與天然氣相比，煤層氣井產(chǎn)量低，生產(chǎn)期長(zhǎng)，氣田開(kāi)發(fā)初始投資大，見(jiàn)效慢，收益低，建議國(guó)家給予煤層氣生產(chǎn)企業(yè)適當(dāng)?shù)呢?cái)政撥款，并給予15～20年長(zhǎng)期優(yōu)惠的低息貸款。

4.2.3 煤層氣開(kāi)發(fā)企業(yè)所得稅優(yōu)惠

煤層氣開(kāi)發(fā)企業(yè)在未收獲投資前的一段時(shí)間，企業(yè)所得稅可以免交或者給予其所得稅優(yōu)惠政策，比如三年減半、五年免繳。

4.2.4 給予煤層氣關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及開(kāi)發(fā)財(cái)政補(bǔ)貼

由國(guó)家財(cái)政撥付專項(xiàng)資金，鼓勵(lì)及扶持相關(guān)技術(shù)攻關(guān)及技術(shù)創(chuàng)新(包括對(duì)外合作)，以技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4.2.5 關(guān)于管網(wǎng)建設(shè)的審批政策

為避免重復(fù)建設(shè)，由國(guó)家統(tǒng)一協(xié)調(diào)，統(tǒng)一審批煤層氣管網(wǎng)建設(shè)。建議由國(guó)有石油企業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)跨省骨干管網(wǎng)，保障國(guó)家的能源安全以及管網(wǎng)安全運(yùn)行。

4.2.6 對(duì)國(guó)有大型企業(yè)給予煤層氣對(duì)外合作經(jīng)營(yíng)權(quán)

國(guó)有大型企業(yè)具有人才、技術(shù)和設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)，我們要充分加以利用，同時(shí)吸引外資，發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，以利于打破壟斷、鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)。

4.2.7 進(jìn)一步鼓勵(lì)煤層氣利用、嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)，控制煤層氣排放

建議出臺(tái)甲烷減排補(bǔ)貼和排放超標(biāo)罰款法規(guī)，鼓勵(lì)高瓦斯礦井將通風(fēng)排放的廢氣集中利用，對(duì)瓦斯排放實(shí)行收費(fèi)，用以補(bǔ)貼瓦斯利用。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)煤層氣資源豐富，但高瓦斯區(qū)較多，瓦斯事故發(fā)生頻繁，制約了我國(guó)煤礦安全。我國(guó)雖然是發(fā)展中國(guó)家，卻是溫室氣體排放大國(guó)，我國(guó)政府因此而面臨巨大的壓力。合理地開(kāi)發(fā)利用煤層氣資源既可以減少煤礦瓦斯災(zāi)害，又可使寶貴的資源得到充分的利用，緩解我國(guó)能源緊張狀況。為達(dá)到這一目的，首先要了解我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)。

本文對(duì)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性進(jìn)行了敘述，通過(guò)對(duì)石油企業(yè)投入煤層氣地面開(kāi)發(fā)、晉城煤業(yè)集團(tuán)采煤采氣一體化生產(chǎn)、阜新劉家區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用、淮南煤田煤層氣開(kāi)發(fā)等實(shí)例的介紹，對(duì)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了分析，在技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求兩個(gè)方面對(duì)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了趨勢(shì)預(yù)測(cè)，利用翁氏旋回法、龔珀茲法和歷史趨勢(shì)預(yù)測(cè)法等三種方法對(duì)未來(lái)煤層氣產(chǎn)量增長(zhǎng)進(jìn)行中長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)，提出了礦業(yè)權(quán)登記的優(yōu)惠政策、長(zhǎng)期低息貸款優(yōu)惠、煤層氣開(kāi)發(fā)企業(yè)所得稅優(yōu)惠、給予煤層氣關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及開(kāi)發(fā)財(cái)政補(bǔ)貼、關(guān)于管網(wǎng)建設(shè)的審批政策、進(jìn)一步鼓勵(lì)煤層氣利用、嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)，控制煤層氣排放、對(duì)國(guó)有大型企業(yè)給予煤層氣對(duì)外合作經(jīng)營(yíng)權(quán)等相關(guān)建議。為我國(guó)政府制定煤層氣產(chǎn)業(yè)政策提供了參考。我國(guó)雄厚的資源基礎(chǔ)、廣闊的市場(chǎng)需求和難得的發(fā)展機(jī)遇必將促使我國(guó)的煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。

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