煤層在天然條件下,未受采動影響時的瓦斯含量稱原始含量;受采動影響,已有部分瓦斯排出后而剩余在煤層中的瓦斯量,稱殘存瓦斯含量。影響煤層原始瓦斯含量的因素很多,主要有:煤化程度、煤層賦存條件、圍巖性質、地質構造、水文地質條件等。
煤層氣(瓦斯)被稱為煤礦“井下殺手”,但同時也是高效清潔的能源。近年來,山西省加快推進煤層氣資源開發利用,讓煤層氣真正實現變“廢”為寶。據山西省統計局,2023年山西省煤層氣產量達到112.7億立方米,年度煤層氣產量創歷史新高,約占全國同期產量的80.8%。煤層瓦斯,又稱煤層氣。從煤和圍巖中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等組成的混合氣體。瓦斯是煤礦生產中的有害因素,它不僅污染空氣,而且當空氣中瓦斯含量為5%~16%時,遇火會引起爆炸,造成事故。
煤層瓦斯含量是指單位質量煤體中所含瓦斯的體積,單位為m3/t。煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎數據,是礦井通風及瓦斯抽放設計的重要參數。煤層在天然條件下,未受采動影響時的瓦斯含量稱原始含量;受采動影響,已有部分瓦斯排出后而剩余在煤層中的瓦斯量,稱殘存瓦斯含量。影響煤層原始瓦斯含量的因素很多,主要有:煤化程度、煤層賦存條件、圍巖性質、地質構造、水文地質條件等。
我國煤層氣生產商的銷售方式按各項目與天然氣輸送基礎設施的距離而不同。大致包括管道銷售、液化天然氣銷售(LNG)、壓縮天然氣銷售(CNG)。煤層氣和天然氣混輸混用,終端用戶與天然氣終端基本一致,包括:工業、民用、電廠、交通和商業。
近年來煤層氣產業發展資源基礎不斷夯實。我國煤層氣勘探在新領域新層系取得重要突破,鄂爾多斯盆地東緣大寧-吉縣、石樓西、臨興等區塊綜合探明煤系地層多種氣源,新疆準噶爾東南緣、內蒙古二連、海拉爾等新區勘探發現幾處千億立方米資源量的大型有利區帶。經過多輪資源評價,全國煤層氣預測資源量約26萬億立方米,其中已累計探明地質儲量8039億立方米。同時,煤層氣開發利用規模實現快速增長,成為補充天然氣供應的區域性氣源。
我國煤層氣地面開發試采研究始于20世紀70年代,經過近40年的不斷發展,煤層氣勘探開發理論與技術取得明顯進展,我國煤層氣產業初具規模,在山西、陜西、貴州、新疆、內蒙古等地開展了煤層氣的勘探開發,目前已形成沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣兩大煤層氣產業基地,開發潘莊、樊莊、鄭莊、保德、大吉、延川南、川南等27個煤層氣田。據統計,2022年全國煤層氣探明儲量為3659.69億立方米,其中山西省儲量為3326.43億立方米,占比90.89%,其次為陜西省,儲量為222.3億立方米,占比6.07%,其他地區合計占比3.03%。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國煤層氣行業市場分析及發展前景預測報告》顯示:
由于國內的巨大資源存量等客觀情況已經確定了在比較長的一段時間里,煤炭作為國內的重要基礎資源而難以取代。近年來我國煤層氣產量整體呈上升態勢,產量從2015年的63.39億立方米增長至2022年的115.49億立方米,2015-2022年CAGR為8.95%,其中山西省煤層氣產量占比全國總產量83.24%,處于全國領跑地位。
2022年,全國煤層氣累計產量為115.5億立方米,比上年增加了10.8億立方米,產量累計同比增長9.9%;月均產量為9.6億立方米。2022年12月全國煤層氣產量為11.1億立方米,比上年同月增加了1.4億立方米,同比增長14.2%,增速比上月加快2.8個百分點;日均產量為0.36億立方米。分地區來看,2022年12月東部地區煤層氣產量為0.6億立方米,中部地區為9.6億立方米,西部地區煤層氣產量為1億立方米;分別占比5.4%、86.5%、9.0%。其中,占比最高的是中部地區。具體到省市來看,2022年12月煤層氣產量前三的地區為山西省、北京市與貴州省;產量分別為9.3億立方米、0.6億立方米與0.6億立方米。各省市中,2022年12月煤層氣產量最高的地區是山西省,為9.3億立方米;同比增幅最大的是河南省,同比增長2259.6%。2022年1-12月煤層氣累計產量最高的地區是山西省,為96.1億立方米;累計同比增幅最大的是河南省,產量累計同比增長2100.8%。
目前,我國煤層氣產業主要分布在四個主要產區:華北、東北、華南和西南。除了國有大型企業外,還有一些私營企業和外企參與了煤層氣的開發,形成了較為龐雜的競爭格局。國有大型企業是煤層氣行業的主要競爭者,其規模龐大,技術實力雄厚,資金充裕,具有較強的市場競爭力。目前,中國石油、中石化、中海油等大型企業已經開始在煤層氣領域進行投資和布局。
據國家能源局煤炭司副司長劉濤介紹,2022年一季度,全國煤層氣產量達到23億立方米,同比增長約20.8%,約占天然氣國內供應的4.1%。在謀劃“十四五”能源發展中,國家能源局統籌煤層氣開發和煤礦瓦斯綜合治理,組織有關地區和重點企業研究編制了《煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用方案》,提出2025年全國煤層氣開發利用量達到100億立方米的發展目標,明確了“十四五”期間煤層氣產業規劃布局和重點任務。
隨著經濟的快速發展和能源結構的調整,煤層氣市場需求不斷增加。特別是在天然氣市場,煤層氣作為清潔能源,具有廣闊的應用前景。同時,煤層氣還可用于工業燃料、城市燃氣等領域,市場需求呈現多元化趨勢。
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