煤层气液化技术Microsoft Word 文档

1、中国煤层气资源与环保能源发展策略

1.1、煤层气及其主要特性

煤层气，俗称煤矿瓦斯，即天然气。它是与煤伴生、共生的气体资源，其主要成分为甲烷，甲烷含量一般为90%-99%。每吨褐煤能生成38-50立方米煤层气，无烟煤可生成346-422立方米煤层气。按热值计算,甲烷的热值为

33.5-33.7kJ(8000-9000kcal/m3)，比1公斤标准煤的发热量还要高。1000Nm3甲烷相当于1吨标准煤。

1.2、世界煤层气资源和开发利用

世界煤层气储量约占世界天然气总储量的30%以上，世界上已经发现的26个最大的天然气田(>2830亿立方米)中，就有16个是煤层气田，其煤层气储量占天然气总储量的77%，位居世界前五位的特大气田均为煤层气田。

美国从80年代以来，为了发展煤层气产业，先后投入60多亿美元，进行了大规模的科研和试验，取得了总体勘探开发技术的突破。1984年，美国国会通过了煤层气享受税款补贴政策。在这项政策和大量科技成果的积极推动下，美国煤层气井由1986年的200口井，到1992年发展到6000口井。

美国快速发展煤层气产业的经验已引起世界各产煤国家的广泛关注，英、德、澳、波兰、印度等国都已经制定了相应的鼓励政策，积极推动本国煤层气的发展。

1.3、天然气在世界能源结构中的重要性

煤，石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱,天然气在日本等某些能源消费大国已经成为第二大能源。19世纪前期，人类以煤炭代替柴薪为主要能源，实现了工业革命，带来了世界资本主义的发展，是第一次能源革命。20世纪中期，开始以石油代替煤炭为主要能源，带来了世界经济的繁荣，是第二次能源革命。进入21世纪，全世界将出现以天然气代替石油为主要能源的又一次能源消费结构大变革，预计2010年，天然气在世界能源结构中将占35-40%，成为第一大能源，将是第三次能源革命，21世纪是清洁能源的时代。

目前世界天然气占能源比重的25%,自1990年以来每年以23%的速率增长。能源结构的变化反映社会经济的进步，落后的能源结构必然不利于经济的发展。

以煤炭为主要能源是基于我国能源发展的历史，单一的煤炭能源不仅造成严重的环境污染，而且会制约我国经济的高速发展。开发利用煤层气资源，不仅可以弥补煤炭供应缺口，而且可以改善能源质量。开发天然气资源，优化能源结构已经成为我国能源安全战略的重要组成部分。中国的经济起飞发生在人类第三次能源革命时期，中国的经济发展必将以清洁能源的大规模使用为特征。西方工业革命是以牺牲地球自然环境为代价的，21世纪的中国担负着发展绿色环保能源工业的历史使命。

世界能源经济正在由石油能源经济向天然气能源经济过渡。世界石油能源经济的巅峰期已经结束，英国石油、壳牌石油、埃克森美孚石油公司正在疯狂抢购LNG 生产权，广东LNG接收站启动了本世纪最大的能源市场－中国天然气市场的国际竞争。

1.4、中国天然气能源经济形势。

(1)中国国家能源安全战略——世界第二大能源消费国，处于工业化中期，目前石油进口依存度已经超过40%，中国经济发展的能源基础不在国内，迫使中国趟进了动荡的世界石油地缘政治的浑水。

(2)中国的大气环保义务——煤炭能源经济的环保成本太高，世界十大烟雾污染城市中国占7个，北京08年奥运会的环保压力。

(3)煤矿安全生产与社会安全——2005年阜新煤矿214人、山西细水69人、新疆神龙83人、广东大兴123人、七台河171人、唐山106人，全国连续发生重大、特别重大煤矿瓦斯爆炸事故。

(4)大庆要靠天然气实现可持续发展——大庆油田注水采油，5000万吨原油缺口，庆深气田与俄罗斯天然气管道协议。

(5)西气东输、陕气进京——管道气供气不足、北京天然气荒、新疆200辆液化天然气槽车4500公里运往沈阳。

(6)东南沿海进口液化天然气接收站——广东、福建在建，已报国务院有12个。

1.5、中国的煤层气资源

中国是煤炭资源大国,煤层气储量丰富，居世界第三位,埋深2000米以内的煤层气资源量达31.46万亿立方米，其中，埋深1500米以内的约占总资源量的60%。主要分布在山西地区(以阳泉为中心)、陕西、东北地区(以抚顺为中心)、新疆、内蒙古、河南、云南和重庆、贵州地区。

储量在1000亿m3以上的矿区：阳泉、离柳、晋城、淮南、淮北、韩城、盘江等。

储量在1百至数百亿立方米的矿区：平顶山、彬长、开滦、鸡西、焦作、鹤壁、安阳、鹤岗、筠连、登封、黄陵、芙蓉、天府、铁法、双鸭山、松藻、阜新、南桐和抚顺。

1.6、中国的煤层气利用前景

我国丰富的煤层气资源可作为后备战略资源。国家已将煤层气开发利用列入“十一五”规划的能源发展计划之中，并将在为煤层气勘探开发利用提供财政支持和鼓励政策。去年11月在美国召开的“煤层气推向市场战略合作伙伴计划”已经正式启动，中国是13个成员国之一。“中国煤层气走向市场将逐渐掀起一轮新的能源热潮。”

未来15年中国天然气需求的年增长率将达到12%，两倍于国民生产总值的增速。到2020年，中国天然气供应中的51%将来自国内气田的开采，39%将来自液化天然气进口，届时中国沿海将建成12个进口液化天然气接收站，另外的10%可能来自俄罗斯和中亚国家的管道天然气进口。2005年我国通过海运进口的液化天然气已达到320万吨，2010年将达到1900万吨，2015年将达到3300万吨。

1.7、煤层气的利用途径

煤层气的利用可分为两类，即能源和原料。

能源——煤层气发电，每亿度电排放SO2是煤电厂的千分之一；煤电厂热效率

最高40%，天然气电厂可达56%；煤层气工业燃料，锅炉燃料、金属冶炼、陶瓷玻璃工业；城市居民燃气，煤制气热值低(14.6kJ/m3)，天然气热值高(35.6kJ/m3)，天然气是21世纪中国城市民用燃气首选燃料；汽车燃料，改善汽车尾气对大气的污染。

原料——煤层气制合成氨，世界合成氨的73.7%来自天然气原料;甲醇80%由天然气生产；煤层气制乙炔，由天然气部分氧化法生产乙炔，由乙炔生产PVC制品。

2、煤层气开发利用与绿色环保型安全矿山的可持续发展策略

2.1、煤层气向大气排放是造成地球自然环境恶化的主要原因

煤层气中的主要成分甲烷是一种很强的温室效应气体，甲烷的温室效应是CO2的20多倍。对臭氧层的破坏能力是CO2的7倍。排放到大气的煤层气中还混杂有甲烷的同系物、H2、H2S、CO、NO、NH3、SO2、乙醛、汽油蒸汽、汞和砷的蒸汽、CO2、N2、Ar、He以及Rn、Th、Ac等放射性物质。不仅污染大气，对人体健康也有害。

根据联合国的调查报告，中国煤矿在开采过程中每年向大气排放的甲烷量达194亿m3，约占世界采煤排放甲烷总量的三分之一，引起国际社会的严重关注。若用1亿m3煤层气代替煤作燃料，不仅可以大大减少大气中甲烷的含量，而且可以节省30万吨煤，少排放0.36万吨CO2和0.5万吨煤烟尘。

2.2、煤层气的开采利用关系到矿工生命安全和社会稳定

煤层气是矿井发生瓦斯爆炸和瓦斯突出灾害事故的有害根源。据统计，中国煤矿瓦斯爆炸事故约占世界瓦斯爆炸事故的40%。历年来因瓦斯事故而死亡的人数，约占煤炭行业工伤事故死亡人数的30%-40%。

通过开采煤层气(先采气后采煤)不仅可以从根本上防止瓦斯事故、保障煤矿安全，而且可以使煤炭建井费用至少降低1/4，极大地提高煤矿经济效益。同时，开采并利用煤层气，可以有效地缓解某些由于煤炭经济衰退而带来的城市发展难题。

3、煤层气液化技术是煤层气开发利用的关键技术

3.1、限制煤层气开发利用的根本原因

煤层气气井的分布具有偏散小的特点：

偏——气源远离大型工业区,远离大城市居民区；

散——气井大面积分布、不集中、气源形不成规模；

小——单井产量不够大，储量有限，可开采期短。

近煤层气田大规模应用的条件：

化工厂落地生根,投资大,要求规模化,需要长期稳定的大产量气源；

大型发电厂同样需要长期稳定的大产量气源；

小型发电厂不能上网,同样无法实现能源远距离输送。

煤层气远距离运输的办法：

远距离铺设天然气管道——“西气东输”，巨额投资；

常温高压气瓶车载运输——“钢铁运输”，成本太高；

低温常压液化槽车运输——“无边无界”，低成本,新疆到广东。