中國煤層氣產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

中國煤層氣產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

煤層氣，又稱煤礦瓦斯、煤層甲烷，是以吸附或游離狀態(tài)賦存于煤層及周圍巖層的煤成氣。專業(yè)上把天然氣稱為常規(guī)天然氣，而把煤層氣與頁巖氣稱為非常規(guī)天然氣，其本質(zhì)都是“天然氣”即天然形成之氣。這三種氣形成方式相差無幾，都是古老的生物遺體在地質(zhì)作用下形成的。

煤層氣和頁巖氣、天然氣成分均以甲烷為主，煤層氣可以依靠天然氣管網(wǎng)進(jìn)行運輸。

煤層氣開采方式主要包括井下煤層氣抽采和地面鉆采煤層氣兩大類。井下抽采多伴隨煤炭開采進(jìn)行，地面鉆采則不受煤炭開采的限制，一般可在開采煤層前進(jìn)行煤層氣的開采。煤層氣綜合抽采是未來煤礦和煤層氣綜合開發(fā)的趨勢，即開采煤層前進(jìn)行預(yù)抽，卸壓鄰近層瓦斯邊采邊抽以及采空區(qū)煤層氣抽采。煤層氣地面抽采濃度較高，基本在95%以上，可以直接進(jìn)入天然氣管網(wǎng)，與天然氣和頁巖氣共同運輸。但是井下抽采煤層氣濃度較低，基本以就地利用或者放空為主。

從開采成本來說，煤層氣開采成本較高，在資源條件相對較好的山西省沁水盆地，地面開采煤層氣綜合生產(chǎn)成本1.6元/立方米左右，是中國石油常規(guī)氣成本的2倍以上。頁巖氣與煤層氣開采成本基本相當(dāng)。

從銷售價格來說，由于成份以甲烷為主，煤層氣、頁巖氣、天然氣基本保持同質(zhì)同價。但在煤礦區(qū)利用的煤層氣氣價較低。

一、煤層氣產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢

1、有效彌補天然氣的供給

我國天然氣的對外依存度呈擴大趨勢，煤層氣的主要成分與常規(guī)天然氣相同，完全可以接替常規(guī)天然氣，成為中國常規(guī)天然氣現(xiàn)實、可靠的補充資源。開發(fā)和利用煤層氣可以有效地彌補中國常規(guī)天然氣在供給量和地域分布上的不足。

從國家能源供應(yīng)安全和供應(yīng)成本上考慮，解決中國中長期天然氣供需缺口有兩條途徑：一方面是積極開拓安全穩(wěn)定的多元化進(jìn)口渠道；另一方面是立足國內(nèi)，加大國內(nèi)資源勘探開發(fā)力度，努力增加國內(nèi)有效供給的比重。2018年，我國天然氣進(jìn)口量達(dá)1254億立方米，增幅高達(dá)31.7%，首次超過日本成為全球第一大天然氣進(jìn)口國，對外依存度高達(dá)45.3%。而我國煤層氣資源豐富，雖然由于成本高，近期發(fā)展有所放緩，但仍有很大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2、保障煤礦安全生產(chǎn)

煤層氣吸附于煤炭中，全國煤炭的煤層氣平均含量約為10m3/t。以山西晉東煤炭基地為例，晉城礦區(qū)3號煤層含氣量平均19.46~22.77m3/t，15號煤層為20.89~22.09m3/t。煤礦開采過程中，煤層中的甲烷會逸出，如果達(dá)到5%的濃度就容易發(fā)生瓦斯爆炸。所以，在煤礦開采前、開采中抽采煤層氣是保障煤礦安全的必要措施。

與發(fā)達(dá)國家以石油、天然氣為主的能源結(jié)構(gòu)相比，中國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主。伴隨煤炭開采，煤礦安全生產(chǎn)問題一直是國內(nèi)外關(guān)注的焦點。多年的煤層氣開發(fā)使煤礦安全狀況顯著改善，2018年全國煤礦百萬噸死亡率0.093，同比下降12.3%，首次降至0.1以下；瓦斯事故16起，相比2005年的414起下降96%。

3、減少溫室氣體排放

煤層氣的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。據(jù)計算，每利用1億立方米甲烷，相當(dāng)于減排150萬噸二氧化碳。將原本排放到大氣中的甲烷抽采利用可以有效降低溫室氣體排放。

此外，煤層氣的開發(fā)利用能改變煤礦區(qū)單一的能源結(jié)構(gòu)，不僅能降低對煤炭的依賴程度，同時可滿足人們生活水平提高所帶來的能源清潔化要求。

二、現(xiàn)狀及前景

我國煤礦區(qū)煤層氣井下抽采是從20世紀(jì)50年代開始。經(jīng)過50多年的發(fā)展，抽采目的已由最初的保障煤礦安全生產(chǎn)發(fā)展到了采煤采氣一體化的綜合開發(fā)。抽采技術(shù)已由早期的本煤層抽采和采空區(qū)抽采單一技術(shù)逐步發(fā)展到井上下立體抽采、井下各種抽采技術(shù)組合應(yīng)用的綜合抽采技術(shù)，其中，鄰近層抽采、本煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽采等傳統(tǒng)的抽采技術(shù)得到了大范圍推廣應(yīng)用，地面井抽采技術(shù)也取得了良好的效果。

（1）煤層氣井下抽采進(jìn)入平穩(wěn)期

我國煤層氣賦存條件區(qū)域性差異大，多數(shù)地區(qū)呈低壓力、低滲透、低飽和特點，規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)難度大，井下抽采難度增大。近年來，隨著國家加強對煤礦煤層氣抽采管理、煤炭產(chǎn)量的提升、煤礦煤層氣井下抽采量逐年上升。

2000年煤層氣井下抽采量為8.6億m3，2018年煤層氣井下抽采量為129億m3，約為2000年的15倍。2006-2011年，煤層氣井下抽采量進(jìn)入快速增長時期，年均復(fù)合增長率為24.8%；2012-2015年期間，煤層氣井下抽采量進(jìn)入穩(wěn)定增加階段，年均復(fù)合增長率為6.1%。2016年以來，井下煤層氣抽采量分別為133、128、129億m3，井下煤層氣抽采進(jìn)入平穩(wěn)期。

我國抽采礦井主要集中在山西、貴州、湖南、四川、重慶、河南、吉林、安徽、云南、陜西、內(nèi)蒙、寧夏等地區(qū)。

（2）煤層氣井下抽采濃度偏低導(dǎo)致利用率較低

煤層氣井下抽采濃度總體較低。根據(jù)煤科總院調(diào)研，井下抽采濃度30%以上抽采量約占43.58%，其中，國有礦中濃度30%以上占比44.95%，地方礦中濃度30%以上占37.55%。煤層氣的利用途徑有民用燃料、工業(yè)用燃料、發(fā)電、汽車燃料和化工原料等，目前，煤層氣利用主要集中在民用和發(fā)電領(lǐng)域?？傮w上，煤層氣利用量增加的速度與抽采量增加的速度基本持平，由于煤層氣濃度偏低，導(dǎo)致我國煤層氣井下平均利用率一直處于低位，維持在40%左右，2018年利用率為35.3%。

《煤炭安全規(guī)程》明確提出有突出危險煤層的新建礦井必須先抽后建的新規(guī)定?！跋瘸楹蠼ā蹦康氖窃谕怀雒旱V建設(shè)前，布置地面鉆井預(yù)抽煤層瓦斯，降低煤層瓦斯含量和壓力，實現(xiàn)將高瓦斯突出煤層改造為非突出低瓦斯煤層，減弱或消除將來建礦和生產(chǎn)時瓦斯災(zāi)害威脅。

在地面開發(fā)方面，2005年開始，煤層氣探明地質(zhì)儲量穩(wěn)步增長，2009年開始隨著勘探開發(fā)全面鋪開，探明地質(zhì)儲量增長較快，截至2017年底累計探明地質(zhì)儲量6974億立方米。沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣產(chǎn)業(yè)化基地初步形成，潘莊、樊莊、潘河、保德、韓城等重點開發(fā)項目建成投產(chǎn)，四川、新疆、貴州等?。▍^(qū)）煤層氣勘探開發(fā)取得進(jìn)展。2018年，煤層氣產(chǎn)量55億m3，同比增長10%。

從抽采濃度看，相比井下抽采的煤層氣，地面開發(fā)的煤層氣濃度高，可以達(dá)到95%以上，其利用率也高，可以達(dá)到90%左右，類似于常規(guī)天然氣，適于進(jìn)入管道輸送或生產(chǎn)LNG運輸。根據(jù)我國煤儲層的“儲層壓力、滲透率、含氣量”特征，將我國的煤儲層分為三類：第一類為高壓高滲儲層，代表性盆地為準(zhǔn)格爾盆地；第二類為條件較好儲層，代表性盆地為鄂爾多斯保德地區(qū)；第三類為低壓低滲儲層，代表性盆地為沁水盆地部分地區(qū)、鄂爾多斯盆地部分地區(qū)和東北盆地。目前，國內(nèi)應(yīng)用較多的煤層氣地面開發(fā)技術(shù)有垂直井開發(fā)、叢式井開發(fā)、多分支水平井開發(fā)和U型井開發(fā)技術(shù)。

在煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，我國出臺了許多鼓勵煤層氣開發(fā)利用的優(yōu)惠政策。近年來，國內(nèi)天然氣消費量增速較快，對外依存度不斷攀升，煤層氣等非常規(guī)天然氣的開發(fā)越來越受到重視，非常規(guī)天然氣也邁入加快發(fā)展的重要機遇期。作為清潔能源，政府對煤層氣開發(fā)利用的補貼力度也在不斷增大。目前，煤層氣開采利用中央財政補貼由之前的0.2元/m3到提高到0.3元/m3，煤層氣發(fā)電補貼為0.25元/kWh（不可同時享受0.3元/m3的補貼）。此外地方財政也會有相應(yīng)補貼，煤層氣資源大省山西、陜西等為地方財政補貼為0.1元/m3，貴州也制定了詳細(xì)的補貼政策。

2019年6月，國家發(fā)布關(guān)于《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》的補充通知（財建〔2019〕298號），專項資金用于支持煤層氣(煤礦瓦斯)、頁巖氣、致密氣等非常規(guī)天然氣開采利用，2018年，補貼標(biāo)準(zhǔn)為0.3元/立方米。自2019年起，不再按定額標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補貼。按照“多增多補”的原則，對超過上年開采利用量的，按照超額程度給予梯級獎補；對未達(dá)到上年開采利用量的，按照未達(dá)標(biāo)程度扣減獎補資金。對取暖季生產(chǎn)的非常規(guī)天然氣增量部分，給予超額系數(shù)折算，體現(xiàn)“冬增冬補”。

從資源上看，我國煤層氣資源量排世界第三位，國內(nèi)山西、新疆、貴州等3省資源較為豐富。從地方政策來看，山西和貴州出臺一系列政策支持煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，未來的煤層氣增量集中在這兩個省。

我國煤層氣資源量是繼俄羅斯和加拿大之后的世界第三位。2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36.81萬億立方米，其中1500米以內(nèi)煤層氣可采資源量為10.90萬億立方米，主要分布在華北和西北地區(qū)，其中，華北、西北、華南和東北賦存的煤層氣地質(zhì)資源量分別占全國的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。從深度分布看，1000m以淺、1000-1500m和1500-2000m的煤層氣地質(zhì)資源量分別占全國的38.8%、28.8%和32.4%。我國煤層氣資源主要集中在沁水、二連、海拉爾、豫西、徐淮、寧武、鄂爾多斯、川渝、天山、塔里木、三塘湖、準(zhǔn)噶爾、吐哈、川南黔北、滇東黔西等盆地（群）區(qū)域。

國煤層氣資源主要集中在山西、新疆、貴州、安徽、河南、四川、黑龍江、河北、內(nèi)蒙古等省、市、自治區(qū)，其中山西、新疆、貴州3?。▍^(qū)）占比63%。由于新疆距離內(nèi)地較遠(yuǎn)，煤炭和煤層氣的大規(guī)模開發(fā)不具備現(xiàn)實條件，山西、貴州是目前開發(fā)潛力較大的省區(qū)。

《2020-2026年中國煤層氣行業(yè)市場運行態(tài)勢及未來發(fā)展前景報告》數(shù)據(jù)顯示：煤層氣管道建設(shè)加速，截止2015年底，建成了沁水-侯馬、臨縣-臨汾、韓城-渭南-西安、博愛-鄭州等煤層氣干線輸氣管道，全國煤層氣輸配管線達(dá)到4300余千米，輸氣能力180億立方米/年?！笆濉币?guī)劃提出“建設(shè)神木-安平煤層氣輸氣管道，鼓勵適時建設(shè)煤層氣田與陜京線、榆濟(jì)線、西氣東輸、鄂安滄管道等國家天然氣輸氣干線的聯(lián)絡(luò)輸氣管道，聯(lián)接相鄰地區(qū)既有管道，形成互聯(lián)互通的外輸格局，保障煤層氣安全、穩(wěn)定、高效外輸利用。”

2020年2月12日，省委書記樓陽生主持召開省委財經(jīng)委員會第六次會議，會議審議了《山西省煤成氣增儲上產(chǎn)三年行動計劃(2020-2022年)》，該會議指出，推進(jìn)煤成氣增儲上產(chǎn)，是推進(jìn)能源革命綜合改革試點的重要內(nèi)容，是構(gòu)建清潔低碳高效現(xiàn)代能源供應(yīng)體系的實際舉措。要堅持以儲定產(chǎn)、分步實施、改革引領(lǐng)、示范帶動，確保實現(xiàn)既定目標(biāo)。要完善激勵約束機制，推進(jìn)煤層氣區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，推動已出讓區(qū)塊盡快形成產(chǎn)能，加強與中央企業(yè)合作，不斷提升煤成氣全產(chǎn)業(yè)鏈水平。繼續(xù)深化煤成氣審批體制機制改革，探索建立資源價格形成和調(diào)節(jié)機制。

2020年2月，貴州省人民政府辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)煤層氣(煤礦瓦斯)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(2019—2025年)》，進(jìn)一步明確“以煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地和煤礦瓦斯抽采規(guī)?；V區(qū)建設(shè)為重點”的思路，加大煤層氣資源勘探開發(fā)利用工作力度，推動全省煤層氣實現(xiàn)由資源優(yōu)勢向產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢轉(zhuǎn)變，形成煤層氣穩(wěn)定供應(yīng)、高效利用的新格局“。按照目標(biāo)，到2025年，全省煤礦瓦斯年抽采量、年利用量和瓦斯發(fā)電裝機容量，將分別達(dá)到32億立方米、18億立方米和66萬千瓦。

2017年，貴州就專門建立了煤層氣(煤礦瓦斯)開發(fā)利用的獎勵補貼制度。除了國家政策，企業(yè)還可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，分別獲得省、市、縣級財政補貼。

2018年出臺的《貴州省十大千億級工業(yè)產(chǎn)業(yè)振興行動方案》更是將推動煤層氣開發(fā)利用列為重點任務(wù)之一，要求加快實現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化開采利用。

從政策來看，補貼直接補給煤層氣開發(fā)企業(yè)，擁有煤層氣資源并