1、国外煤层气开发利用的现状及对我国的启示第 17 卷第 4 期2008 年 4 月中国矿业CHINAMININGMAGAZINEVo1.17,No.4Apri12008国外煤层气开发利用的现状及对我国的启示陈懿,杨昌明(中国地质大学管理学院,湖北武汉 430074)摘要:本文在概括世界主要产煤国煤层气资源状况的基础上 ,分析了其煤层气开发利用的情况和成功经验.对比我国发展煤层气产业面临的煤田地质条件复杂等 7 大问题,提出我国政府应该推行更积极的鼓励政策,完善管网建设,建立技术支撑体系,促进发展煤层气产业.关键词:煤层气;能源;开发;利用;现状中图分类号:P618.11 文献标识码:B 文章编号
2、:1004-4051(2008)040011 一 O4TheinspireofoverseascoalbedmethaneSexploitationandutilizationCHENYi,YANGChangming(ManagementCollege,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)Abstract:Inthispaper,theresourcestatusofcoalbedmethaneinthemajorcoalproductioncountrysweregeneralized.Theexploitationandutiliz
3、ationofcoalbedmethanewereanalyzed,andthesuccessfulexperiencewasintroduced.TheproblemsinChinacoalbedmethaneindustry,e.g.thecompliexityofcoalfieldgeologyetc.wereinvestigatedandseveralmeasurestodevelopChinaScoalbedmethaneindustrywerebroughtforward.Keywords:coalbedmethane;energe;exploitation;utilization
4、;status1 世界主要产煤国煤层气资源概况煤层气,又名瓦斯,是与煤伴生,共生的气体资源,是一种潜在的洁净能源,蕴藏量极为丰富.据国际能源机构(IEA)估计 ,全球陆上煤田埋深于 20001TI 的煤层气资源量约为 260 万亿 1TI.,是常规天然气探明储量的两倍多.其中,俄罗斯,加拿大,中国,美国,澳大利亚等国均超过 10 万亿1TI31l.美国的煤层气资源为 l1.319 万亿 m.,全美含煤盆地大约有 17 个,已有 13 个进行了资源评价,这 13 个盆地可分为东部大盆地和西部大盆地两类,分别以黑勇士盆地和圣胡安盆地为代表,其中西部大盆地拥有美国煤层气资源的 70 以上.澳大利亚的
5、煤盆地主要分布在东部沿海地区,而主要城市和工业区也分布在东部沿海地区,因此煤层气的开发和利用具有巨大的潜在市场.澳大利亚估算煤层气资源量为 814 万亿 m.,其开发潜在地区主要在东部四个二叠纪煤盆地:鲍恩盆地,收稿日期:20071224作者简介;陈懿(1980-),女,汉族,湖北武汉人,中国地质大学管理学院,博士研究生.悉尼盆地,加里里盆地和莫尔顿一苏拉特盆地.前苏联的采煤工业集中在 4 个煤田:库兹涅茨克和伯朝拉,在俄罗斯境内;顿涅茨克位于乌克兰和俄罗斯;卡拉干达煤田位于哈萨克斯坦.据全俄天然气和瓦斯技术科研所估计,四座煤田煤炭储量评估区的煤层气储量为 16.7 万亿 ITI.印度埋深 1
6、200m 以浅的煤炭资源大约为 2046亿 t,主要集中在 Gondwana 地区,煤层气资源量为 10000 亿 ITI.,资源丰富 .印度煤层气的潜在生产区,都远离天然气的生产区,而且也远离煤矿的采煤区,既有利于煤层气的市场开发,也不影响煤矿的生产作业.我国煤层气资源丰富,全国大于 5000 亿 1TI.的含煤层气盆地(群) 共有 14 个,埋深 2000m 以浅煤层气地质资源量约 36 万亿 m.lO00m 以浅,10001500m 和 15002000m 的煤层气地质资源量,分别占全国煤层气资源地质总量的 38.8,28.8 和 32.4.2 世界主要产煤国煤层气资源开发利用情况目前,
7、美国,加拿大,德国,英国等国家的煤层气产业发展比较迅速,其中美国是世界上煤层气12 中国矿业第 17 卷商业化开发最成功的国家,也是迄今为止煤层气产量最高的国家.由于各国的煤层气资源条件,政策等差别,煤层气发展的状况有所不同,他们成功的经验可供我国借鉴.2.1 美国美国是当前全球煤层气开发程度最高的国家,也是唯一利用地面垂直钻孔开发煤层气的国家,其在煤层气的研究,勘探,开发利用方面,处于世界领先地位.这主要是由于它有十分理想的煤层气储层条件和完善的天然气管道系统,并有很多机构对煤层气进行深入的研究和广泛开发,同时政府提供了强有力的鼓励政策.(1)重视煤层气勘探开发技术的研究.美国能源部(DOE
8、)作出了开展煤层气在内的非常规天然气回收研究的决定,并于 1978 年开始对全美16 个含煤盆地进行了长达 8 年的煤层气研究,先后对 14 个盆地做了资源量估算.通过研究,对煤层气的形成,储集条件和释放机理形成了一套理论,在煤层气地质评价,储层特征分析和生产方式,开采工艺等方面,都取得了明确的认识,同时勘探开发技术日趋完善.美国政府也直接向地质调查局及天然气研究所等国家研究机构,专业咨询公司或煤层气项目开发者提供资金,支持他们进行煤层气基础理论研究,煤层气资源评价和技术创新,并通过煤层气开发试验进行技术推广,最终提高煤层气勘探的成功率.(2)积极有效的鼓励政策.美国政府在煤层气勘探开发过程中
9、的作用,主要是通过颁布和实施有关税收和矿区使用费征取,环境影响评价,井距控制,煤层保护,煤矿安全保证,钻井许可证发放等法律法规及管理办法的形式体现出来的.美国政府先后出台能源政策法,能源意外获利法,气候变化行动计划等,其中第 29 条税收优惠政策,天然气价格政策和天然气管道条例,为煤层气产业的发展提供了有利的外部环境.(3)疏通煤层气运输管道.煤层气的销售,主要是通过管道输送到各类用户,因此天然气管道政策,直接影响着煤层气产业的形成与发展.为了加强管道输送服务,打破管道公司对天然气市场的垄断,美国联邦能源管理委员会于 1985 年相继颁布了第 380 号和 436 号法令.第 380 号法令允
10、许分销商免除对管道公司的最低费用义务,向地方提供收购现货天然气的机会.第 436 号法令强令管道公司让出一部输送能力给其他公司.1992 年 5 月颁布的 636 号法令,规定管道公司只能从事输送服务,实行了天然气管道的市场开放政策.1999 年 2月颁布了第 637 号法令,向天然气工业的输气部门提供了更多的灵活性,并进一步确保天然气承运人的利益.这些条例的颁布,使得煤层气生产商可以拥有多种选择来出售煤层气,既可通过市场中间商销售煤层气,或直接销售给附近市场的分销商和终端用户;也可以自由地将煤层气输入天然气管道,从而提高井口价.2.2 加拿大加拿大煤层气开发比较晚,其起步时间基本与我国开展煤
11、层气工作的时间相当,但多年来政府一直支持煤层气的发展,且十分重视煤层气的开发研究工作,根据本国以低变质煤为主的特点,开展了一系列技术研究工作.加拿大利用前两年北美地区常规天然气储量和产量下降,供应形势日趋紧张,天然气价格日益上升给煤层气的机遇,仅 20022003 年,就增加 1000 口左右的煤层气生产井,使煤层气年产量达到 5.1 亿 m.,煤层气生产井的单井日产量达到 30007000m.到了 2004 年,煤层气生产井已达 2900 多口,年产量达到 15.5 亿 m.,煤层气的发展进入了一个新阶段.2.3 德国德国的煤矿主要分布在西部的北威州和萨尔州.矿区每年有 1O 亿 m.的煤层
12、气排人大气,不仅污染环境,而且造成能源浪费.煤层气发电一直得不到大规模的开发,其主要原因是国家对煤层气发电的入网补贴太低,经济上没有可行性.2000 年 4 月生效的可再生能源法,是德国的煤层气开发的里程碑,它不仅使煤层气发电在经济上具有可行性,而且鼓励企业在相关设备上开展中长期投资.德国几家能源巨头企业,随即联手在煤钢工业基地鲁尔区所在的北威州,专门组建了两个煤层气开发公司,分别负责废弃煤矿煤层气的获取和利用以及运营中煤矿的煤层气利用.在国家政策法规的推动下,地方也积极行动起来.2001 年 9 月,北莱茵一威斯特法伦州政府决定实施“ 北莱茵一威斯特法伦州气候保护行动“, 计划通过制造和运营
13、总共大约 7OGkW 发电能力的供电一供热耦合机组 BHKW 设备,加大对当地矿区煤层气的利用.2.4 印度印度煤层气产业刚刚起步,但政府在资金,政策和法律方面的支持力度很大:煤层气项目从商业性生产开始七年之内免税,实行低税率的矿区使用费,对煤层气作业必需的材料和服务免交进口关第 4 期陈懿等:国外煤层气开发利用的现状及对我国的启示 13税,煤层气实行市场定价原则.此外,煤层气已经依据石油和天然气法纳入天然气的定义和管理范畴,从法律上扩展了天然气的定义,为煤层气产业的发展提供了法律保证.此外,英国煤层气经营者可以根据企业投资管理办法,向“合格行业“的公司投资,享受税收优惠政策,投资的 20 可
14、以通过减免所得税而得以回收.波兰政府给予从事石油,天然气以及煤层气勘探的企业 10 年免税.俄罗斯和乌克兰也正在制定一些税收优惠政策和管理法规,鼓励外国公司投资开发本国的煤层气资源.3 我国煤层气开发利用的主要问题我国煤田地质条件复杂,治理和利用瓦斯难度大,从理论和技术方面都存在许多关键性难题,且管网建设滞后,缺乏有力的扶持政策和资金投入,管理体制不顺.(1)地质构造复杂我国煤田地质构造复杂,部分含煤盆地后期改造较强,构造形态多样,煤层及煤层气资源赋存条件,在鄂尔多斯等大中型盆地较为简单,但在中小盆地较为复杂.(2)煤层气抽采难度大我国高瓦斯矿井多,煤层气含量高,但压力大,透气性差,抽采难度大
15、.且目前国有重点煤矿矿井平均开采深度约 420m,开采深度超过 lO00m的有 10 余处,随着矿井开采深度加大,地应力和瓦斯压力增加,瓦斯抽采难度进一步增大.(3)基础理论研究和技术创新不够,科研工作薄弱我国煤层气开发起步晚,基础理论和技术上都无法与常规天然气相比,理论和技术方面都存在若干关键性难题,如缺乏低浓度瓦斯的安全输送和利用技术,大量低浓度瓦斯只能稀释后排空等.此外,目前国内专门从事煤层气开发利用研究的单位很少,科研力量薄弱,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,从人才,基础设施到资金都缺乏必要的支撑,煤层气治理和利用等方面的技术研究和创新进展缓慢.(4)网管
16、建设滞后在煤层气开发区域,没有与之相配套的长输管线,致使开发与市场脱节,出现“点天灯“ 现象.此外,由于电力行业的市场垄断,煤层气发电上网难,入网价格低,使矿井煤层气的综合利用工作也受到阻碍.(5)缺乏有力的扶持政策我国现行的煤层气开发利用政策与法规,只是比照常规天然气的通常做法,没有出台更优惠,更适宜煤层气产业的激励政策.财政部自 2001 年 1月 1 日起,对利用煤矸石,煤泥,油母页岩和风力生产的电力,部分新型墙体材料产品,实行按增值税应纳税额减半征收的政策.煤层气与煤矸石同类,同样是煤炭开采过程伴生的废气,但利用煤层气发的电力和生产加工的产品,却未被列入减免税范畴.(6)缺乏资金投入建
17、设瓦斯发电项目的前期投入和运营管理费用都比较高.由于煤炭价格与价值长期背离,煤矿效益低下,长期处于亏损补贴和困难阶段,自身缺乏必需的资金积累,单凭企业很难进行瓦斯治理和利用投资,这是限制瓦斯大规模开发利用的主要原因之一.(7)管理体制不顺煤层气开发利用缺乏必要协调,条块分割严重.在具体开发中存在矿权重叠问题,致使相关部门,企业之间产生了经济利益和管理权限方面的分歧,地方与企业参与煤层气开发利用的动力不足,产业开发难成气候.同时,煤层气综合利用缺乏安全管理规范,行业标准和监管法规,影响了煤层气产业健康有序发展.4 国外煤层气资源开发利用对我国的经验与启示对比国外经验,我国发展煤层气产业须着力解决
18、以下几个关键问题:在产业建设的规划和管理,外商投资,开发利用的配套上,需要优惠的政策鼓励;在前期经济投入规模,国家投资和国际融资上,需要可靠的投融资体系;在技术创新和技术发展战略上,要突出理论突破,技术引进和科技投入;着力充实优秀的技术和管理人才.(1)政策上积极鼓励煤层气产业具有初期投资大,产出周期长,投资回收慢,煤层气产量低和生产成本高的特点,在经济上无法与常规天然气,石油竞争.而且煤层气是一个新兴产业,缺乏技术,经验和基础设施.因此,在煤层气产业发展的初期,政府资金投入和政策扶持非常必要.美国煤层气产业的发展历程表明,除了良好的煤层气地质资源条件外,政府的经济鼓励政策具有决定性作用.就煤
19、层气的生产实践而言,法律保障十分重要,只有通过立法才能保证煤层气投资者的合法权益,提高煤层气投资者的积极性,最终促进煤层气产量的提高.14 中国矿业第 17 卷目前,我国煤层气的开发和利用还缺乏相关的配套扶持政策,新出台的可再生能源法加大了对可再生能源的支持力度,如规定电网公司对风力发电的上网收购价达到 0.78 元.如果国家能够像支持风能这样支持煤层气,就会有更多的资金被吸引到这一产业的开发中来,促进煤层气产业的大发展.开发洁净气体能源是我国社会经济可持续发展的需要,对煤层气这一新兴产业,政府应从战略高度,在其发展初期,从科研,勘探和项目建设上,提供资金和政策支持,应制订更加优惠的经济扶持政策和相应的实施和监督措施,促进煤层气产业发展.(2)完善管网建设根据资源分布和市场需求,统筹规划煤层气和天然气管网建设,兼顾两种资源管输要求和未来区域资源输出需要.国家应制定煤层气质量标准,鼓励煤层气接入天然气管网,扩大煤层气消费范围.按照就近利用与余气外输相结合的原则,支持地方和企业加快煤层气专用网管建设.此外,相关部门应就瓦斯发电上网电价,制定合理的分地区上网电价,减免一切电量代征费,以提高煤矿瓦斯利用的积极性,并制定煤矿利用瓦斯发电所发电量优先满足企业自用,多余上网的相关政策,以及煤层气开发利用具体的激励和管理政策.(3)建立健全煤层气产业技术支撑体系
