2019年中國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)、發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[圖]

    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(yè)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(wú)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(yè)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(yùn)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(lái)煤礦和煤層氣綜合開發(fā)的趨勢(shì)，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(yè)巖氣共同運(yùn)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(lái)說(shuō)，煤層氣開采成本較高，在資源條件相對(duì)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(guó)石油常規(guī)氣成本的2倍以上。頁(yè)巖氣與煤層氣開采成本基本相當(dāng)。

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

煤層氣與常規(guī)天然氣 、頁(yè)巖氣對(duì)比

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    一、煤層氣產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)

    1、有效彌補(bǔ)天然氣的供給

    我國(guó)天然氣的對(duì)外依存度呈擴(kuò)大趨勢(shì)，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(guó)常規(guī)天然氣現(xiàn)實(shí)、可靠的補(bǔ)充資源。開發(fā)和利用煤層氣可以有效地彌補(bǔ)中國(guó)常規(guī)天然氣在供給量和地域分布上的不足。

    從國(guó)家能源供應(yīng)安全和供應(yīng)成本上考慮，解決中國(guó)中長(zhǎng)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(guó)內(nèi)，加大國(guó)內(nèi)資源勘探開發(fā)力度，努力增加國(guó)內(nèi)有效供給的比重。2018 年，我國(guó)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(guò)日本成為全球第一大天然氣進(jìn)口國(guó)，對(duì)外依存度高達(dá) 45.3%。而我國(guó)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(guó)煤炭的煤層氣平均含量約為 10m 3 /t。以山西晉東煤炭基地為例，晉城礦區(qū) 3 號(hào)煤層含氣量平均 19.46~22.77m 3 /t，15 號(hào)煤層為 20.89~22.09m 3 /t。煤礦開采過(guò)程中，煤層中的甲烷會(huì)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(guó)家以石油、天然氣為主的能源結(jié)構(gòu)相比，中國(guó)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(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。多年的煤層氣開發(fā)使煤礦安全狀況顯著改善，2018 年全國(guó)煤礦百萬(wàn)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(jì)算，每利用 1 億立方米甲烷，相當(dāng)于減排 150 萬(wàn)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(duì)煤炭的依賴程度，同時(shí)可滿足人們生活水平提高所帶來(lái)的能源清潔化要求。

    二、現(xiàn)狀及前景

    我國(guó)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(guò) 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(guó)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(diǎn)，規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)難度大，井下抽采難度增大。近年來(lái)，隨著國(guó)家加強(qiáng)對(duì)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 m 3 ，2018 年煤層氣井下抽采量為 129 億 m 3 ，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(zhǎng)時(shí)期，年均復(fù)合增長(zhǎng)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(zhǎng)率為 6.1%。2016 年以來(lái)，井下煤層氣抽采量分別為 133、128、129 億 m 3 ，井下煤層氣抽采進(jìn)入平穩(wěn)期。

    我國(guó)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(guó)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(guó)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%。

不同濃度煤層氣抽采分布特征

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    《煤炭安全規(guī)程》明確提出有突出危險(xiǎn)煤層的新建礦井必須先抽后建的新規(guī)定。“先抽后建”目的是在突出煤礦建設(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(shí)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(lái)建礦和生產(chǎn)時(shí)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(chǔ)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，2009 年開始隨著勘探開發(fā)全面鋪開，探明地質(zhì)儲(chǔ)量增長(zhǎng)較快，截至 2017 年底累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)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(diǎn)開發(fā)項(xiàng)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m 3 ，同比增長(zhǎng) 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(yùn)輸。根據(jù)我國(guó)煤儲(chǔ)層的“儲(chǔ)層壓力、滲透率、含氣量”特征，將我國(guó)的煤儲(chǔ)層分為三類：第一類為高壓高滲儲(chǔ)層，代表性盆地為準(zhǔn)格爾盆地；第二類為條件較好儲(chǔ)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(chǔ)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(guó)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(guó)出臺(tái)了許多鼓勵(lì)煤層氣開發(fā)利用的優(yōu)惠政策。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量增速較快，對(duì)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(lái)越受到重視，非常規(guī)天然氣也邁入加快發(fā)展的重要機(jī)遇期。作為清潔能源，政府對(duì)煤層氣開發(fā)利用的補(bǔ)貼力度也在不斷增大。目前，煤層氣開采利用中央財(cái)政補(bǔ)貼由之前的 0.2元/m 3 到 提高到 0.3 元/m 3，煤層氣發(fā)電補(bǔ)貼為 0.25元/kWh （不可同時(shí)享受 0.3元/m3的補(bǔ)貼）。此外地方財(cái)政也會(huì)有相應(yīng)補(bǔ)貼，煤層氣資源大省山西、陜西等為地方財(cái)政補(bǔ)貼為0.1元/m 3，貴州也制定了詳細(xì)的補(bǔ)貼政策。

    2019 年6月，國(guó)家發(fā)布關(guān)于《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》的補(bǔ)充通知（財(cái)建〔2019〕298 號(hào)），專項(xiàng)資金用于支持煤層氣(煤礦瓦斯)、頁(yè)巖氣、致密氣等非常規(guī)天然氣開采利用，2018 年，補(bǔ)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(bǔ)貼。按照“多增多補(bǔ)”的原則，對(duì)超過(guò)上年開采利用量的，按照超額程度給予梯級(jí)獎(jiǎng)補(bǔ)；對(duì)未達(dá)到上年開采利用量的，按照未達(dá)標(biāo)程度扣減獎(jiǎng)補(bǔ)資金。對(duì)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(bǔ)”。

煤層氣產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策文件

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

    我國(guó)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(wàn)億立方米，其中1500米以內(nèi)煤層氣可采資源量為10.90萬(wàn)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(guó)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(guó)的 38.8%、28.8%和 32.4%。我國(guó)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(guó)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(shí)條件，山西、貴州是目前開發(fā)潛力較大的省區(qū)。

我國(guó)煤層氣資源分布

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我國(guó)主要省市煤層氣資源分布

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    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)煤層氣行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及未來(lái)發(fā)展前景報(bào)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(guó)煤層氣輸配管線達(dá)到4300余千米，輸氣能力180億立方米/年。“十三五”規(guī)劃提出“建設(shè)神木-安平煤層氣輸氣管道，鼓勵(lì)適時(shí)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(guó)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(yáng)生主持召開省委財(cái)經(jīng)委員會(huì)第六次會(huì)議，會(huì)議審議了《山西省煤成氣增儲(chǔ)上產(chǎn)三年行動(dòng)計(jì)劃(2020-2022年)》，該會(huì)議指出，推進(jìn)煤成氣增儲(chǔ)上產(chǎn)，是推進(jìn)能源革命綜合改革試點(diǎn)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(shí)際舉措。要堅(jiān)持以儲(chǔ)定產(chǎn)、分步實(shí)施、改革引領(lǐng)、示范帶動(dòng)，確保實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。要完善激勵(lì)約束機(jī)制，推進(jìn)煤層氣區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，推動(dòng)已出讓區(qū)塊盡快形成產(chǎn)能，加強(qiáng)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(jī)制改革，探索建立資源價(jià)格形成和調(diào)節(jié)機(jī)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(diǎn)”的思路，加大煤層氣資源勘探開發(fā)利用工作力度，推動(dòng)全省煤層氣實(shí)現(xiàn)由資源優(yōu)勢(shì)向產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)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(jī)容量，將分別達(dá)到 32 億立方米、18 億立方米和 66 萬(wàn)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(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼制度。除了國(guó)家政策，企業(yè)還可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，分別獲得省、市、縣級(jí)財(cái)政補(bǔ)貼。

    2018 年出臺(tái)的《貴州省十大千億級(jí)工業(yè)產(chǎn)業(yè)振興行動(dòng)方案》更是將推動(dòng)煤層氣開發(fā)利用列為重點(diǎn)任務(wù)之一，要求加快實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⑸虡I(yè)化開采利用。

貴州省煤層氣補(bǔ)貼政策

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    從政策來(lái)看，補(bǔ)貼直接補(bǔ)給煤層氣開發(fā)企業(yè)，擁有煤層氣資源并開發(fā)運(yùn)營(yíng)的企業(yè)會(huì)顯著受益。目前，包括三大石油公司在內(nèi)的近 20 家國(guó)內(nèi)外企業(yè)在中國(guó)開展煤層氣勘探開發(fā)工作，多所高校和專業(yè)研究機(jī)構(gòu)從事煤層氣勘探開發(fā)理論及技術(shù)研發(fā)攻關(guān)。從資源量和產(chǎn)量看，中石油、中石化、中聯(lián)煤層氣（隸屬中海油）、藍(lán)焰控股（隸屬晉煤）等公司規(guī)模居前。

    開發(fā)利用煤層氣能夠帶來(lái)增加清潔能源供給、減少溫室氣體排放、保障煤礦安全等多重效益。在煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展不及預(yù)期的背景下，國(guó)家出臺(tái)新政提高中央財(cái)政補(bǔ)貼、“多增多補(bǔ)”將推動(dòng)煤層氣增量增產(chǎn)，同時(shí)山西、貴州等地方也出臺(tái)政策支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。