■ 孟 偉 王力兵

和頁巖氣一樣，煤層氣也屬于非常規(guī)天然氣資源。但長久以來，卻遠(yuǎn)沒有頁巖氣那么“受寵”，原因就是因?yàn)殚_發(fā)煤層氣很難賺錢。目前，我國的煤層氣每立方米的開采成本為2元左右，而售價(jià)僅為1.6～1.7元，即使加上2016年2月國家實(shí)施的財(cái)政補(bǔ)貼0.3元，企業(yè)仍然處于虧損的邊緣。即便如此，煤層氣的開發(fā)和利用對(duì)于我們這個(gè)能源進(jìn)口大國來說，仍然意義重大。2016年底，國家能源局印發(fā)《煤層氣(煤礦瓦斯)開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，明確“十三五”期間，我國將新增煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量4200億立方米，建成2～3個(gè)煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地。2020年，煤層氣(煤礦瓦斯)抽采量達(dá)到240億立方米。由此可見，我國開發(fā)煤層氣的決心之大。

認(rèn)識(shí)煤層氣

煤層氣，俗稱“瓦斯”、煤層甲烷，顧名思義，即煤里產(chǎn)出的天然氣。也就是指儲(chǔ)存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源。煤層氣屬非常規(guī)天然氣，是近一二十年在國際上崛起的潔凈、優(yōu)質(zhì)能源和化工原料。

煤層氣的主要成分是甲烷（C H4），甲烷含量通常達(dá)到80%～99%，其次是氮?dú)猓∟2）和二氧化碳（CO2），幾乎不含有一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）等有害氣體。

煤層氣用途非常廣泛，可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、汽車燃料和重要的化工原料。煤層氣熱值是通用煤的2～5倍，每標(biāo)方煤層氣大約相當(dāng)于9.5度電、3立方米水煤氣、1升柴油、接近0.8千克液化石油氣、1.1～1.2升汽油。煤層氣熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。另外,煤層氣燃燒后幾乎不產(chǎn)生污染物，因此它是相當(dāng)便宜的優(yōu)質(zhì)、清潔型能源。

煤層氣的開采方式與普通天然氣、頁巖氣的開采都不同。主要方式有兩種，一種是井下抽采，借助煤炭開采工作巷道，井下鉆孔，在地面建立瓦斯泵站進(jìn)行抽采；第二種是地面鉆采。地面鉆采就是從地面開始鉆井，使用螺桿泵、磕頭機(jī)等設(shè)備進(jìn)行排水采氣的方式。

煤礦中的奪命殺手

人們最早認(rèn)識(shí)煤層氣是源于煤礦瓦斯事故的頻繁出現(xiàn)，直到后來才發(fā)現(xiàn)，該資源儲(chǔ)量十分驚人，全球煤層氣儲(chǔ)量達(dá)268萬億立方米，是常規(guī)天然氣儲(chǔ)量的一半！

隨后各國開始大力發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，目前全球煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展一般分為三個(gè)階段：（1）開發(fā)前期準(zhǔn)備及小規(guī)?？碧皆囼?yàn)，如波蘭、智利、巴西等；（2）快速發(fā)展，部分區(qū)塊已初具商業(yè)開發(fā)條件，如加拿大、澳大利亞、中國等；（3）規(guī)?；_發(fā)，實(shí)現(xiàn)成熟商業(yè)化運(yùn)作，目前僅美國能做到。

各國之所以大力發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，原因歸納起來可謂八個(gè)字：變廢為寶，轉(zhuǎn)危為安。為什么這么說呢？

煤層氣井下開采巷道

駭人聽聞的瓦斯爆炸

開采煤礦時(shí)，吸附在基質(zhì)上和游離在孔隙中的煤層氣將釋放出來，當(dāng)煤層氣空氣濃度在5%～16%范圍內(nèi)時(shí)，遇明火就會(huì)爆炸，造成巨大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，稱其為“奪命殺手”并不為過。

另外，二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，但甲烷對(duì)溫室效應(yīng)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出想象，甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的25倍。

許多煤礦在開采時(shí)，將釋放出來的煤層氣直接通過巷道排出，白白浪費(fèi)資源。每年排放的煤層氣約200億立方米，折合標(biāo)準(zhǔn)煤2600萬噸，相當(dāng)于三峽水電站一年的發(fā)電量，產(chǎn)生的二氧化碳相當(dāng)于20多萬輛汽車一年的尾氣排放。

如果在采煤之前先采出煤層氣，煤礦生產(chǎn)中的瓦斯將降低70%～80%，進(jìn)而降低發(fā)生瓦斯爆炸的幾率，減少二氧化碳的排放。

世界各國煤層氣開采情況

隨著全球能源需求的不斷增加，能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣在一次能源消費(fèi)中占比越來越大。據(jù)推測(cè)，2020年國內(nèi)天然氣的產(chǎn)量大約能夠達(dá)到1200億立方米，屆時(shí)缺口將達(dá)到1800～2000億立方米/年。巨大儲(chǔ)量的煤層氣將會(huì)承擔(dān)起填補(bǔ)氣源缺口的擔(dān)子。

下面讓我們一起來看看各國煤層氣開采的具體情況：

（1）俄羅斯。世界第一煤層氣儲(chǔ)量大國是俄羅斯，保守估計(jì)84萬億立方米，占到俄羅斯天然氣總資源的三分之一。雖然是煤層氣第一大國，但俄羅斯對(duì)煤層氣的開采卻一直不夠重視。直到2010年，在美國加快開采頁巖氣后，俄羅斯也不甘示弱，展開了大規(guī)模煤層氣的開發(fā)。俄羅斯天然氣工業(yè)公司于2010年2月17日宣布將擴(kuò)產(chǎn)煤層氣，計(jì)劃每年在Kuzbass盆地生產(chǎn)40億立方米的煤層氣。

（2）加拿大。加拿大的煤層氣資源主要集中阿爾伯塔省，達(dá)到15.57萬億立方米，占全國總量的78.6%，少量位于不列顛哥倫比亞省和東部的新斯科舍省。在加拿大，煤層氣開發(fā)是沒有特別補(bǔ)貼的，開采主體為油氣公司，管理與天然氣相同，油氣管道非常發(fā)達(dá)，煤層氣通過管道與天然氣混輸利用。

（3）美國。美國煤層氣地面開發(fā)1976年就已獲得工業(yè)氣流，至2012年，黑勇士、圣胡安、粉河、中阿巴拉契亞、尤因塔、拉頓等10個(gè)主要盆地均已進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。美國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵在于針對(duì)不同盆地、不同地區(qū)，形成了與地質(zhì)特征相適應(yīng)的開發(fā)技術(shù)，例如黑勇士、拉頓盆地等，煤層常壓或欠壓、低滲透，采用套管完井、壓裂工藝技術(shù)；粉河盆地，煤層厚、高滲透，采用鉆井-洗井技術(shù)；山地地形區(qū)采用羽狀水平井等等。

（4）澳大利亞。澳大利亞是繼美國之后煤層氣勘探發(fā)展較快的國家，煤層氣開發(fā)主要分布于5個(gè)盆地：鮑溫、加利利、蘇拉特、悉尼、佩斯盆地，2009年生產(chǎn)井達(dá)5200口，探明可采儲(chǔ)量4934億立方米。

（5）中國。中國的煤層氣資源排名世界第三，埋深2000米以內(nèi)的淺煤層氣地質(zhì)資源量約為36.8萬億立方米（高于我國頁巖氣36.1萬億立方米的儲(chǔ)量），全國64%的分布在中部地區(qū)，以鄂爾多斯盆地和沁水盆地為主，資源總量超過10萬億立方米。我國煤層氣勘探開發(fā)經(jīng)歷了20多年的探索和發(fā)展，已初步建成沁水盆地和鄂爾多斯東緣兩大產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地，形成2個(gè)千億方大氣田。

我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的未來

我國煤層氣的抽采活動(dòng)可以追溯到1952年，多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)形成了成熟的配套技術(shù)，但煤層氣的產(chǎn)量和利用量仍然與預(yù)期目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。

作為非常規(guī)能源的重要一員，煤層氣的儲(chǔ)量要遠(yuǎn)超頁巖氣，不僅在全球并沒有掀起一場(chǎng)類似頁巖革命那樣爆發(fā)式的增長，在我國的發(fā)展也一直沒有取得突破性的進(jìn)展。若想大力發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，除了提高補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，還有更多的問題需要解決。

（1）礦權(quán)重疊。煤層氣與煤炭的開采審批隸屬不同部門導(dǎo)致產(chǎn)權(quán)重疊問題。針對(duì)這種割肉不能流血的窘?jīng)r，礦權(quán)重疊最嚴(yán)重的三交地區(qū)首創(chuàng)了“三交模式”：讓煤層氣公司和煤炭公司合作，聯(lián)合勘探、聯(lián)合開發(fā)、聯(lián)合利用等方式各取其利，實(shí)現(xiàn)采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）管網(wǎng)建設(shè)滯后。中國輸氣管道主干線僅有1.2萬公里，含支線3.8萬公里（美國47.8萬公里），管道短、管徑細(xì)、分布碎，開發(fā)與輸送銜接不暢，且多是局部聯(lián)網(wǎng)，難以形成規(guī)模。

（3）缺乏社會(huì)資本。目前，國內(nèi)煤層氣的采礦權(quán)主要集中在中石油、中石化和中聯(lián)煤（中海油控股），由于盈利性差的問題，絕大多數(shù)都處于未抽采狀態(tài)。針對(duì)這一問題，只有開放更多的煤層氣區(qū)塊，讓更多的社會(huì)資本涌入，真正發(fā)揮市場(chǎng)調(diào)節(jié)作用，才能形成良性競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)一步促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，降低開采成本，形成規(guī)?；?yīng)，提升煤層氣的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。