中国煤层气开发利用现状及前景展望

中国煤层气开发利用现状及前景展望中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所深圳·2010全国煤层气勘探与煤层气开发利用技术交流研讨会郭敏目录煤层气开发利用现状中国煤层气开发利用中存在的主要问题建议和措施中国煤层气的开发利用前景一、煤层气开发利用现状煤层气：俗称瓦斯，是赋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，是一种新型洁净能源和优质化工原料1.1煤层气资源状况根据国际能源机构(IEA)估计，全球煤层气资源总量达260×1012m3。世界煤层气储量约占世界天然气总储量的30%以上国家煤层气资源（万亿m3）国家煤层气资源（万亿m3）俄罗斯113德国3加拿大76波兰3中国36.8英国2美国21乌克兰2澳大利亚14哈萨克斯坦1世界主要产煤国煤层气资源表1.2国外煤层气开发利用现状美国:世界上最早开始煤层气地面开发，煤层气商业化开发利用最为成功、规模最大1983年到1995年的12年间，煤层气年产量从1.7亿m3猛增至250亿m3，2005年煤层气产量达500亿m3抽出的煤层气主要是注入天然气管道系统，其次为就地利用和发电加拿大:煤层气资源量占世界第二位，连续油管施工技术和煤层气液氮压裂技术两项关键技术,生产区域主要在西部的阿尔伯特省德国:在煤层气发电利用上较为成功，主要技术特点是模块化燃气发电机组，采用集装箱式设计,便于拆装、运输，对30%浓度以上甚至略低于30%甲烷浓度的气体进行发电利用，实现了电热联产1.3中国煤层气开发利用现状中国42个主要含气盆地埋深2000m以浅的煤层气地质资源量36.81万亿m3,主要分布在华北和西北地区(占总资源量84.4%),与陆上常规天然气资源量38万亿m3基本相当中国煤层气主要集中在沁水盆地南部、铁法和阳泉矿区。全国95%的煤层气资源分布在晋陕内蒙古、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区，其中晋陕内蒙古含气区煤层气资源量最大，占全国煤层气总资源量的50%左右1.3中国煤层气开发利用现状我国煤层气已进入快速发展轨道全国煤层气探明储量达到1700亿m3，与2005年相比，增长70%；累计施工煤层气井3600多口，增长5倍；年产量达7亿m3，增长18倍，产能达到25亿m3煤层气抽采利用不断取得进展2009年累计抽采煤层气64.5亿m3，利用19.3亿m3，其中地面煤层气产量10.1亿m3，利用量5.8亿m3,与2005年相比，五年时间煤层气抽采量、利用量增加了约3倍煤层气利用煤层气综合利用体系图煤层气发电我国煤层气发电装机容量92万千瓦，跟煤电相比，减排CO2的效果比较明显山西晋煤集团寺河煤层气发电厂是世界上最大的煤层气电厂，拥有60台发电机组，装机容量为12万千瓦，年发电量约8.4亿度，年利用煤矿瓦斯约1.8亿m3煤层气发电成本较高，发电上网难。我国煤层气发电规模较小，大部分是公司自备煤层气发电厂，总装机容量还很小煤层气工业利用煤层气用作工业、汽车燃料，等同于天然气，是一种清洁燃料，可以替代汽油，不仅气价便宜，而且更加环保煤层气作为一种优质的化工原料，可以用来生产炭黑、合成甲醇、合成氨和生产乙炔等，具有投资小、成本低、占地少、不污染环境等优点国内的煤层气工业利用项目主要有：铁法煤层气供法库县陶瓷城项目，阳泉煤层气氧化铝焙烧项目煤层气民用我国煤层气民用量占煤层气总利用量的70%以上，2009年民用瓦斯用户超过87万户重庆中梁山煤电气公司，目前拥有瓦斯用户近9万户，已为城乡居民供气5.95亿m3，瓦斯供气管网长达300多km，横跨重庆主城区九龙坡、沙坪坝、大渡口三区，年利用瓦斯量达到4000多万m3煤层气示范工程中石油沁水煤层气示范工程中国第一座数字化、规模化煤层气田示范工程，于2009年11月16日，在山西省沁水县端氏镇建成投产，标志着中国煤层气开始进入大规模商业化运营阶段山西沁水盆地煤层气储量丰富，地质资源量约为6.85万亿m3，资源蕴藏量约占山西全省的2/3，占全国资源总量的1/5，资源量居世界第三位，是中国最大的整装煤层气田之一一期工程包括一座年处理10亿m3的煤层气处理中心和一个年生产能力达到6亿m3煤层气田,已完成投资1.9亿元人民币。整体工程完工后,总处理规模将达30亿m3/a,为2015年建成年产45亿m3生产能力奠定了坚实的基础生产全过程采用低成本、可规模化推广的自动化技术，“远程自动化数字监控系统”、“电力调度自动化系统”依托西气东输主干线，开发的煤层气分别输往当地的终端用户和西气东输主管网，再与来自西部的天然气混合后输送至经济发达的长三角地区煤层气示范工程中联公司沁南煤层气开发利用国家高技术产业化示范工程2004年国家发改委正式批准实施的第一个国家煤层气高技术产业化示范工程项目，位于沁水盆地南部潘庄区块范围内，实施地面直井压裂开采煤层气，是综合治理煤矿瓦斯的典型示范工程向西气东输供气的瞬时流量达到1.27万m3/h，约折合30万m3/d、1亿m3/a，目前稳定供气量达到40万m3/d,预计2010年底供气量将增加到60万m3/d二、中国煤层气开发利用存在的主要问题科研投入不足，技术创新不够煤炭、煤层气矿业权重叠相关政策落实不到位，企业积极性不高煤层气抽采难度大，利用率偏低2.1科研投入不足，技术创新不够我国煤田地质构造复杂，煤层气赋存条件差，普遍存在低储层压力、低渗和低饱和度的“三低”不利条件，从理论和技术方面都存在许多关键性难题，缺乏一些公益性、前瞻性、基础性、共性关键技术与装备等安全技术研究，资金、科研投入不足，致使煤层气开发利用与治理等方面的技术研究工作和创新进展缓慢2.2煤炭、煤层气矿业权重叠矿权和气权分离，是目前煤层气开发中面临的主要问题之一矿权和气权的审批权分别在不同的部门，煤层气是部一级发证，煤炭则是部省两级发证。采煤和采气矿权管理部门不统一，致使政府的监管力度不够国家原则上规定先采气再采煤，但实际上难以执行。从目前国家对能源的迫切需求来看，停止煤矿生产，让煤层气先开采是不可行的2.3相关政策落实不到位，企业积极性不高2006年10月，财政部出台了《关于煤层气勘探开发进口物资免征进口税收的有关规定》2007年2月，财政部、税务总局等出台《关于加快煤层气抽采有关税收政策问题的通知》2007年4月，财政部出台《关于煤层气(瓦斯)开发利用补贴的实施意见》但这些政策并没有得到很好地落实，有些政策还需要进一步完善。由于煤层气的开发利用具有投资大、回收期长、初期产量低、生产成本高等特点，一些煤层气开发企业在发展初期表现出积极性不高，而一些利用企业甚至处于亏损状态2.4煤层气抽采难度大，利用率偏低我国煤层赋存条件、地质构造复杂，煤层气抽采环境千变万化，抽采技术与装备不够先进，抽采难度还很大。随着矿井开采深度加大，地应力和压力增加，煤层气抽采难度还会进一步增大抽采率偏低，平均仅为23%，而美国、澳大利亚等主要产煤国家煤层气抽采率均在50%以上我国煤层气资源利用率较低，2000年,我国煤层气的利用率为57%,到2008年已降至31%，而发达国家已基本上全部利用三、建议和措施结合我国煤层气开发利用的实际情况，从安全、能源、环保要求三个方面综合考虑，实行资源先行、上游开发与下游利用相结合，煤层气开发利用与煤矿安全、环境保护相结合，煤层气开发利用与天然气相结合，按照先浅后深、先富后贫的顺序积极推进，把煤层气开发利用打造成我国新的支柱产业3.1落实和完善优惠政策，加大扶持力度美国煤层气产业化成功的经验表明：在煤层气产业发展初期，政策的扶持和税收政策的补贴是煤层气发展的主要推动力国家支持煤层气发展的政策体系已基本形成，关键要把这些政策落实好、完善好，给予煤层气比常规石油天然气更加优惠的政策，逐步引导企业成为煤层气发展的主体政府应充分发挥宏观调控作用，加大对煤层气发展的扶持力度,包括加大煤层气勘探、抽采、利用投资，培养专业技术人才，加强煤层气管网等基础设施的建设3.2立足科技创新和技术进步，增强煤层气的科技保障能力加强煤层气开发利用基础理论研究和科技攻关加强煤层气抽采利用重大问题的科技攻关，加快实施煤层气开发科技重大专项，加大煤层气开发利用关键技术、重点装备研发和推广应用力度，扎实推进煤层气开发利用示范工程建设鼓励煤层气开发利用企业积极开展技术创新，攻克技术难题，逐步建立健全以企业为主体、市场为导向、产学研相结合、适合我国煤层气勘探开发、抽采利用的技术体系3.3加强煤层气开发利用的监督管理建立健全煤层气开发利用的监督管理体系，明确政府各有关部门的监督管理职责，完善相关立法及政策，制定严格的勘探开发煤层气的准入标准，加强宏观调控和管理，实施采气采煤一体化。坚持国家统一规划、总体开发，稳步有序地推进煤层气开发和利用3.4加强国际合作交流，完善煤层气抽采利用标准积极开展和加强对外合作交流，借鉴美国、加拿大、澳大利亚和俄罗斯等煤层气利用技术发展较快国家在开采利用方面的经验，利用国外资金和先进技术，结合我国实际情况，提高煤层气的抽采利用率和开发利用水平进一步完善煤层气抽采利用标准，借鉴国际标准，加强研究，加强沟通，努力使煤层气的安全生产标准、抽采利用标准、减排标准协调起来，确保煤矿安全生产和资源的有效利用，加快煤层气产业的发展四、中国煤层气的开发利用前景煤层气的开发利用，是一举多得的民生工程，具有广阔的发展前景巨大的经济效益保障煤矿安全生产改善我国的能源结构，缓解常规油气供应紧张状况保护大气环境4.1良好的资源和政策条件我国煤层气资源十分丰富，在区域分布、埋藏深度等方面也有利于规划开发我国已基本形成了国家支持煤层气抽采利用的政策体系，并且支持力度不断加大，各地和企业的积极性空前高涨，煤层气抽采利用的政策环境、社会环境十分有利4.2煤矿安全形势严峻，变害为利中国有近八成的重大煤矿事故都祸起瓦斯2009年，全国26个产煤省（区、市）煤矿共发生瓦斯事故143起、死亡710人煤层气的抽采利用，可以有效降低煤层中的甲烷含量，实现煤炭在低瓦斯状态下开采，保障煤矿的生产安全，减少矿难的发生煤层气开发利用量不断增加，煤矿瓦斯防治体系建设得到加强，瓦斯事故和死亡人数随之不断下降4.3市场需求巨大在中国的一次性能源消费结构中，煤炭约占74.6%，处于主导地位，石油占17.6%，而天然气仅占2%，远低于23%的世界平均水平。随着终端能源需求逐步向优质高效洁净能源转化，燃气的需求迅速增长，市场供应缺口较大开发利用煤层气，可以节约资源，有效弥补我国常规天然气供用量的不足，优化能源结构，煤层气利用市场潜力很大4.4适应低碳经济与环境保护的要求煤层气与石油、煤炭相比，同样热值释放到大气中的CO2比石油少50%，比煤炭少75%每利用1亿m3甲烷，相当于减排150万吨CO2。2009年，我国利用煤层气19.3亿m3，共减少排放2880万吨CO2煤层气的开发利用不仅可以有效降低甲烷的排放量，而且能够大大减排温室气体CO2，保护大气环境，这正是目前低碳经济所倡导的作为一种新的洁净、高效、优质、安全的能源，煤层气的开发利用具有广阔的发展前景，我国煤层气产业将进入快速发展的新时期