陜西省是煤炭資源大省,近幾年煤炭生產規模驟增,煤層氣湧出量增大,瓦斯爆炸事故時有發生。同時,經濟和社會發展對能源的需求越來越大,需要開發新的能源,為此,如何加快煤層氣開發,已成為當前煤炭生產中壹件突出而緊迫的大事。
1 陜西省煤層氣開發經濟社會效益顯著
煤層氣是壹種以甲烷為主的多組分氣體混合物,地面抽采的煤層氣甲烷含量大於90%,熱值約33.5kJ/m3,與天然氣相當,是壹種熱值很高的能源。壹立方米煤層氣按終端利用率計算,相當於1.8~2.0kg標準煤。陜西省煤層氣蘊藏量位居全國第三位,資源十分豐富,其中埋深1500m以淺的煤層氣資源量1.0886億m3,相當於16億~19億t標準煤,潛在經濟價值8708億元。2000m以淺的資源量13355億m3,潛在經濟價值10684億元。按抽采率60%計算,每立方售價0.8元,其實際經濟價值將達5225億元。
煤層氣和天然氣壹樣,是世界公認的潔凈能源。在世界能源消費構成中,天然氣占22%,我國僅占2.8%,遠遠低於世界平均水平。據測算,從現在到2010年,我國國民經濟年增長速度若以7%~10%計算,天然氣供需缺口將達588億~900億m3。煤層氣作為潛在的後續新能源,加快開發利用,對改善我國能源結構,緩解天然氣供需矛盾將起到重大作用。
煤層氣是與天然氣壹樣的氣體能源,但煤層氣若不很好開發利用,它對大氣層又有巨大的破壞作用。煤層氣甲烷含量大於90%,甲烷的溫室效應約為二氧化碳的20~24倍,對大氣臭氧層的破壞力是二氧化碳的7倍。煤層氣俗稱瓦斯,無色、無味,易爆、易燃。井下空氣中甲烷濃度達到5.5%~16%就會遇火爆炸,歷來是礦難頻發的罪魁禍首。1974~2009年的35年間,陜西省煤炭行業發生死亡10人以上的特大事故37起,死亡1026人,其中就有30起是瓦斯爆炸事故,死亡達941人,占總死亡人數的93%。
開發煤層氣可以化害為寶,既可以大幅度降低煤層瓦斯含量而減少瓦斯事故,使煤礦生產安全得到根本改善,又能得到大量可利用的潔凈能源,從而降低煤炭生產成本,還可以有效保護大氣層環境,可以說是壹舉三得的大好事。
2 陜西省開發煤層氣的條件已經具備
開發利用煤層氣是人們對自然界和自然規律認識的升華。過去,由於受技術、資金等條件的制約,未能大量開發。自20世紀80年代以來,開發技術已經突破,世界許多國家已對煤層氣進行開發利用。我國確定的開發目標是:到2010年,煤層氣探明地質儲量2000億m3,建成5至8個煤層氣開發利用基地,煤層氣年產量將達到32.5億m3;到2015年,煤層氣年產量力爭達到100億m3,2020年要達到200億m3。並正式撥出了開發基金。全國主要產煤省已紛紛行動起來。河南省已投入12億元資金專項治理瓦斯,開發煤層氣。貴州水城礦業集團開發利用瓦斯發電,使重特大安全事故得到有效遏制。安徽淮南煤礦10年前瓦斯事故頻發,將瓦斯抽放出來變成潔凈能源後,企業成了安全生產典型。山西陽泉等地開發的煤層氣,已成為當地居民的主燃料之壹。今年山西省又投資20.65億元人民幣,實施煤層氣綜合開發項目,國家發改委已正式批準,成為我國目前規模最大的煤層氣開發利用項目。
陜西省的煤層氣具有穩定性好、滲透性強、吸附性高、埋深較淺等特性。開發煤層氣的條件已經完全具備。
(1)開發技術可行
自20世紀80年代末以來,通過參與國家“六五”至“十五”煤層氣攻關項目及國家973煤層氣項目、原煤炭部瓦斯治理項目和煤層氣參數井項目等,陜西省在煤層氣研究、資源評價和勘探試驗等方面已基本掌握了煤層氣的形成、賦存特點、分布規律、資源評價和儲層測試技術,初步建立了煤層氣資源數據庫,試驗了開采技術。特別在煤層氣的選區評價、高滲透率區的預測,以及鉆探、完井、增產強化措施和氣井管理工作等方面均取得了可喜經驗,為開發煤層氣打下了技術基礎。
(2)積累有探采經驗
截至2004年底,陜西省煤田地質局、中聯煤層氣公司、石油天然氣公司、華北石油管理局第三普查大隊等單位在渭北、陜北礦區***打了14口地面勘探井,進行地面抽采。韓城礦區的試1井已經抽排4年,單井平均日產穩定在800~1000m3,甲烷濃度90%以上。另外,截至2004年陜西省已有17套井下抽放系統,2004年總抽放煤層氣4606.05萬m3。焦坪礦區下石節煤礦建立了4000kW煤層氣發電站壹座。
(3)技術隊伍較強
有我國較早從事煤層氣勘探開發研究的專門機構——煤科院西安研究院、西安科技大學、華北石油管理局第三普查大隊、陜西省煤田地質局等,有壹批專門從事煤層氣研究、並在國外考察學習煤層氣勘探開發的專家,有專門從事煤層氣勘探開發利用的專業隊伍。
(4)可采資源豐富
特別是韓城、焦坪、吳堡等礦區的煤層氣含量較高,勘探開發條件比較優越。韓城礦區,面積1120km2,煤層氣資源量1289.10億m3,相當於壹個大型天然氣田。焦坪礦區,面積180.8km2,煤層氣資源量可達137.94億m3。吳堡礦區,面積93km2,煤層氣總資源量為172.62億~226.64億m3。
(5)有可供利用的外部條件
當前有兩個外部有利條件可以利用。壹是《京都議定書》“清潔發展機制”。清潔發展機制,是《京都議定書》中確定的壹種發達國家和發展中國家進行溫室氣體減排項目的合作機制,發達國家通過向發展中國家提供資金和技術,購買發展中國家“可核證的排放消減量”,以履行規定的減排義務。山西晉城煤礦已同世界銀行排放交易基金達成了總體協議,出售該項目提供的450萬t二氧化碳溫室氣體10年減排額,僅此壹項就回收資金1900萬美元。這個條件陜西省完全可以利用。二是可以利用現有的省內天然氣管網。這既可節省管網建設投資,又能及時向省內外開拓市場。
3 對陜西省煤層氣開發的建議規劃
建議陜西省煤層氣開發利用,先按十年進行規劃,大體分為兩期:2006~2010年為近期;2011~2015年為中期。
第壹期為探采示範階段。主要選擇有利區塊作為試驗探采區,通過探采,摸清資源,為以後的大規模開發積累經驗。這壹期重點抓好兩個試驗區。第壹個是,韓城礦區南部地面抽采試驗區。該區煤層氣豐度高,可以在已打3口探試井的基礎上,擴大探采範圍,布置壹個探采試驗區,打井30口,單井產氣平均按1500m3/d計算,日產氣總量為45000m3,年產氣1640萬m3,可供9萬戶居民生活用氣,或供6000kW的燃氣輪機發電,年發電量4800萬kW·h,估算總投資1.15億元。第二個是,井下抽采試驗區。在總結下石節煤礦井下抽采瓦斯發電經驗的基礎上,擴大到陳家山煤礦。按年產煤200萬t計算,噸煤含煤層氣5m3,抽采率60%,每年可抽采煤層氣600萬m3,建燃氣發電2000kW電廠壹座,年發電量1600萬kW·h,需投資2500萬元。另外,對現已開采的30個高瓦斯礦井均可采用井下抽采、采前預抽、高位裂隙抽等方式進行煤層氣抽采,用於發電或民用。與此同時,要加大煤層氣勘探力度。盡早在全省主要礦區拿出壹批煤層氣探明儲量,為以後大開發打好基礎。需打勘探井50口,約投資1.2億元。可以采取探采結合的辦法,以節省投資。
“十壹五”期間,全省年采煤層氣約8740萬m3,***需打井100口,約投資4.9億元,平均每年需投入1億資金。
第二期為大開發階段。在“十壹五”取得經驗基礎上,“十二五”擴大開采區域和開采量,使年產煤層氣達到3億~5億m3,需打井410~685口,約投資12億~25億元,平均每年需投入2.4億~5億資金。第二期主要抓好以下幾個礦區的開發:
1)韓城礦區。1000m以淺的煤層氣資源量為882.49億m3,按30%探明儲量為264.75億m3,抽采率為60%,可產氣158.8億m3;打井365口,需投資8.2億元,建成年產氣2億m3的能力。除就近民用外,可將1.5億m3煤層氣並入關中天然氣管網。
2)焦坪礦區(玉華、陳家山、下石節、崔家溝)。在“十壹五”的基礎上,進壹步擴大煤層氣開采規模,使其年總產氣達到1億m3。除供發電外,可將部分氣(5000~6000萬m3)並入靖邊—西安天然氣輸氣管線,以補充關中天然氣不足。按單井產氣1000m3/d計算,需打井275口,建輸氣管線50km,需投資6.5億元。
3)吳堡礦區。在地面抽采試驗的基礎上,擴大抽采規模,再打150口井,使年產煤層氣達1億m3,需投資5億元。
4)府谷礦區。該區測定煤層氣吸附參數為10.49~12.38m3/t,可采煤層氣按5m3/t計算,單井日產氣1500m3,年產氣1億m3,需打地面抽采井184口,投資5.5億元。煤層氣主要用於氮肥廠原料、發電和城鎮居民及商業。
按照以上規劃,十年內投入30億元資金,可開發煤層氣30億m3。按三分之壹民用,三分之壹發電,三分之壹用於化工計算,投入產出比為1∶1.5,總產值可達45億元,創造利稅16.8億元,利稅率為37%。另外,10年累計減排二氧化碳9600萬t,按照山西晉城煤礦同世界排放基金達成的協議計算,還可收回4.03億美元的資金,約32億人民幣,僅此壹項即可收回全部投資。
4 加快陜西省煤層氣開發應采取的措施
1)加強對煤層氣開發的統壹領導。組建由主管省長為組長、各有關部門主要領導為成員的陜西省煤層氣開發領導小組,對省內煤層氣勘探開發利用實施統壹領導。不另增設辦事機構,僅給省發改委增加相應職能,作為其辦事機構。
2)組建國有控股的陜西省煤層氣開發公司。建議由省煤業集團公司牽頭,省天然氣公司入股,並吸收社會法人參股,抓緊組建國有控股的陜西省煤層氣開發股份公司。其主要職能是:受政府委托,研究編制陜西省煤層氣開發利用規劃,並列入陜西省國民經濟和社會發展規劃;組織力量勘探陜西省煤層氣資源;制定省內外企業來陜開發煤層氣的準入條件、資質審定以及招投標事項;組織實施陜西省煤層氣開發利用的項目;負責陜西省煤層氣開發利用的氣田登記等基礎工作。省煤層氣開發股份公司組建後,要通過財政支持方式,由其負責組建省煤層氣開發工程中心和省煤層氣技術重點實驗室,作為全省煤層氣開發利用的技術支持平臺。
3)積極爭取國家煤層氣專項治理資金的支持。盡快爭取把陜西省列為國家煤層氣開發利用基地。提前做好規模開發煤層氣與天然氣輸送管道統壹***用的前期各項工作,以及其他有關基礎設施建設。
4)抓緊制定《陜西省煤層氣開發利用條例》,並由省人大頒布實施。依法實施“先抽後采”方針。陜西省所有新建的高瓦斯煤礦,從2006年起壹律實行“先抽氣、後采煤”的基本建設程序;正在生產的煤層氣富集礦井,既要嚴格執行煤礦安全生產規程,也要嚴格執行“先抽後采”方針。加快綠色安全煤礦建設,從根本上解決煤礦安全生產問題。在國家確定的煤礦區內,實行采煤權與抽氣權相統壹,以調動煤炭生產企業開發利用煤層氣的積極性,確保采煤、抽氣、利用壹體化發展。必須強化安全監測監控。加大煤礦安全生產投入,加快煤層氣監測監控系統的建設。針對煤層氣開發初期投資大、回收期長的特點,明確地方政府對國內外企業來陜開發煤層氣的環境支持和有關政策。(編者註:《陜西省煤炭條例》已列入陜西省人大2009年重點立法計劃,預計2009年底可頒布實施)。
5)盡快制定煤層氣開發利用的優惠政策。建議由省發改委牽頭,組織省財政廳、省國土資源廳、省國稅局、省地稅局、省煤炭局等部門,抓緊制定陜西省煤層氣開發利用優惠政策措施。建議對煤層氣開發企業免征煤層氣資源稅、礦產資源補償費,免征煤層氣探礦權、采礦權使用費;增值稅按5%繳納;從企業盈利之日起,所得稅可實行“免二減三”等等。利用煤層氣發電的上網價應享受可再生能源發電的上網優惠政策。通過地方財政貼息、銀行貸款、優先擔保、上市融資優先等政策扶持煤層氣產業的發展。
6)建立陜西省煤層氣開發利用基金。依據陜西省今年初發布的《關於進壹步加強煤礦安全生產工作的決定》(陜政發[2005]10號文)精神,對高瓦斯、煤與瓦斯突出、自然發火嚴重、湧水量大的礦井,從省上規定提取的噸煤20元安全費和其他煤礦按財政部有關規定提取的安全費中,建議將省財政集中的安全基金由噸煤1元提高到1.5元,噸煤增加的0.5元作為陜西省煤層氣綜合開發利用基金。並改由省煤炭局統壹管理、省財政廳監督,專款專用,有償使用,滾動發展。主要用於煤層氣開發、瓦斯治理的技術研究、勘探開發、管理建設以及煤礦專業人員培養、煤礦重大安全課題研究等專項支出。