煤矿企业如何抢抓甲烷减排新机遇

本文转自：人民日报中央厨房-能言善道工作室

李玲

近日，生态环境部就煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用等CCER方法学征求意见。在业内看来，将煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用纳入CCER方法学，是一项重要的利好举措，对提高煤矿瓦斯利用率、降低甲烷排放等具有重要意义。那么，当前我国煤炭行业在低浓度瓦斯利用方面进展如何？又该如何利用好CCER实现减排增效？

最主要的甲烷逃逸排放源

据《中国能源报》记者了解，煤矿瓦斯的主要成分为甲烷，国际能源署发布的《全球甲烷追踪》显示，2023年全球能源部门的甲烷排放量接近1.3亿吨，占人为源排放量的1/3以上，仅次于农业部门，主要来自煤炭开采的瓦斯逃逸以及油气领域的无组织排放。在我国，煤矿瓦斯逃逸排放是最主要的人为甲烷排放源，约占全国甲烷排放总量的40%。

近年来，我国政府和煤炭企业高度重视煤炭领域的甲烷控排，投入大量财力、物力，在源头治理方面开展各项技术、理论、装备研发，甲烷减排工作经历了从煤矿安全到煤层气资源化利用，再到将甲烷纳入温室气体减排等重要阶段。

根据征求意见稿，煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用项目是将甲烷体积浓度不超过8%的煤矿瓦斯和风排瓦斯进行无焰氧化分解销毁，分解产生的热用于发电，避免甲烷直接排放。符合条件的项目可以按照文件要求，设计和审定温室气体自愿减排项目，以及核算和核查温室气体自愿减排项目的减排量。

“近年来，我们集团公司大力推进瓦斯近零排放示范矿井建设，构建了‘高浓度瓦斯压缩—中浓度瓦斯提纯—低浓度瓦斯发电—超低浓度瓦斯氧化+余热利用’的瓦斯梯级综合利用技术路径。”中国平煤神马集团下属子公司河南神马减碳技术有限责任公司相关负责人对《中国能源报》记者表示，“煤矿低浓度瓦斯利用CCER方法学征求意见稿的发布，给我们带来新的机遇。当前集团正在对煤矿低浓度瓦斯情况进行进一步摸排，希望在适当时机推进低浓度瓦斯氧化项目建设，抓准机遇开发瓦斯利用碳资产。”

重庆大学资源与安全学院副教授李全贵在接受《中国能源报》记者采访时指出：“低浓度瓦斯利用是煤矿区煤层气开发领域研究的一个重要组成部分，在纳入CCER方法学后，无疑将进一步推动低浓度瓦斯燃烧、瓦斯提纯等相关技术创新和进步；通过减排量的核证，相关企业也将更有动力去开发和采用更高效的技术进行瓦斯捕集和利用，推动瓦斯利用率提高，进而减少温室气体排放。这是一项在瓦斯利用技术、经济发展和环境保护方面多赢的举措，会为我国的煤矿瓦斯利用和减排带来重要推动力。”

低浓度瓦斯利用仍存挑战

数据显示，我国煤矿甲烷排放有80%是来自煤矿地下开采。而在煤矿地下开采甲烷排放中，超低浓度（0.75%以下）的风排瓦斯排放占比达到80%以上，其他浓度瓦斯占比大概为11%。

“从现有瓦斯利用技术层面，浓度8%是一个分水岭。目前30%以上的高浓度煤矿瓦斯可以直接利用，浓度在8%—30%的抽采瓦斯，直接也可用作发电并产生经济效益。浓度低于8%的抽放瓦斯以及浓度低于0.75%的风排瓦斯，使用传统的技术仍然难以实现有效捕集和稳定燃烧，基本全部直接对空排放。这也是为什么要将煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用纳入CCER方法学的原因。”李全贵表示。

据了解，我国目前已经开发出低浓度瓦斯燃烧、蓄热氧化和瓦斯提纯等技术，部分矿区已经开展了试验和应用，一些新型的低温催化氧化技术、吸附浓缩—氧化燃烧技术也正在探索中，目标是提高利用效率并降低成本。但在实际操作中仍然存在问题。

北京化工大学生物质能源与环境工程研究中心主任刘广青对《中国能源报》记者表示：“对于浓度较高的瓦斯，国内技术相对成熟，瓦斯发电机组、净化处理系统等关键设备和技术已有广泛应用。对于甲烷浓度不超过8%的煤矿瓦斯和风排瓦斯，技术挑战主要集中在如何安全、经济和高效地回收和利用，其中安全性是应考虑的第一要素，经济性是第二要素。征求意见稿中主要提及的无焰氧化路线，主要指蓄热氧化以及催化氧化两种路线，均主要应用于1%左右甲烷浓度的气体处理，目前仍处于产业发展初期，还未形成规模。”

“相较于直接出售煤炭的收益，低浓度瓦斯利用为煤矿企业带来的收益微不足道。这导致煤矿企业的积极性不高，技术开发和应用落地过程中都面临着阻力。但随着煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用纳入CCER方法学，以及政策支持水平的提升，我相信有望看到新技术在更大范围内的推广和应用，实现更显著的环境效益。”李全贵指出。

提升碳资产管理能力

技术需要进一步推广应用，碳资产管理能力也很关键。

北京中创碳投科技有限公司交易与金融事业部总经理周红明告诉《中国能源报》记者：“据近期和煤矿企业交流，目前相当大比例的煤矿企业在CCER项目开发及参与碳市场方面的知识储备和积累情况相当有限，碳减排项目、碳交易对于煤矿企业而言，还属于新概念和新领域，需要外部专业技术机构进行协助。”

“作为煤炭行业及企业积极响应国家碳达峰碳中和战略任务的重要举措之一，建议煤矿企业积极研究CCER方法学征求意见稿及跟进后续发布的正式稿，并对照自身情况进行盘点及制定下一步行动策略。如有已符合方法学条件的瓦斯利用项目，建议在专业技术机构支持下着手启动CCER项目开发及交易准备；如果具备相应浓度条件的瓦斯但没有开始进行无焰氧化处理，建议和专业技术机构开展交流，评估开展无焰氧化及利用改造项目的经济性、安全性等。”周红明表示。

李全贵指出：“首先，要积蓄技术实力，推动技术革新。企业应积极引入和应用最为先进的低浓度瓦斯燃烧、催化氧化以及瓦斯提纯等技术，以提高本矿区煤层瓦斯利用率。同时，应根据具体矿区的实际情况，利用CCER方法学，选择合适的技术路径，以实现经济性与环境效益的最佳平衡；其次，全面评估和盘查碳排放，加强碳资产管理与市场参与度。全面评估和盘查自身的碳排放情况，了解企业碳足迹，与专业的咨询机构、技术服务商或研究机构合作，建立或强化碳资产管理能力，积极参与碳市场交易；最后，注重长期规划，培养碳市场人才。企业在利用CCER方法学时，不仅仅要着眼于短期的经济收益，还应将其纳入企业的长期发展战略中。通过持续改进生产工艺、提高能源利用效率、减少温室气体排放。”