摘要:煤層氣作為天然氣的戰(zhàn)略補(bǔ)充,在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,在保障國(guó)家能源安全方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。數(shù)據(jù)顯示,全國(guó)煤層氣產(chǎn)量由2015年63.4億立方米增長(zhǎng)至2022年的115.5億立方米,共建成沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣2個(gè)煤層氣產(chǎn)業(yè)基地。目前全國(guó)煤層氣抽采利用量仍較低,儲(chǔ)采比高,后續(xù)可開(kāi)采空間大,具備廣闊的開(kāi)發(fā)前景。
一、定義及分類(lèi)
煤層氣主要成分為甲烷(CH4),俗稱(chēng)為“瓦斯”,與煤炭伴生,是以吸附狀態(tài)儲(chǔ)存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣;其與頁(yè)巖氣、天然氣成分相似,均以甲烷為主,因此可依靠天然氣管網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)輸。煤層氣燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳,幾乎不會(huì)產(chǎn)生其他任何廢氣,屬于清潔能源,主要用于工業(yè)燃料、化工、發(fā)電和居民生活燃料等。煤層氣按照其來(lái)源一般分為原始煤層煤層氣、煤礦區(qū)煤層氣、采動(dòng)區(qū)煤層氣和礦井通風(fēng)瓦斯氣4種。
二、行業(yè)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(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視,非常規(guī)天然氣也迎來(lái)加快發(fā)展的重要機(jī)遇期。2022年國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局出臺(tái)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確指出要增強(qiáng)油氣供應(yīng)能力,積極擴(kuò)大非常規(guī)資源勘探開(kāi)發(fā),加快頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣開(kāi)發(fā)力度。2023年1月《山西省煤層氣資源勘查開(kāi)發(fā)規(guī)劃(2021—2025年)》正式印發(fā)實(shí)施,明確了“十四五”主要目標(biāo),即到2025年,力爭(zhēng)煤層氣新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量5000億至8000億立方米,累計(jì)超過(guò)1.5萬(wàn)億立方米,達(dá)到1.6億至2.0萬(wàn)億立方米,煤層氣抽采量達(dá)到200億至250億立方米。未來(lái)將繼續(xù)拓展深層煤層氣產(chǎn)能建設(shè),實(shí)施穩(wěn)步發(fā)展,力爭(zhēng)規(guī)模和效益突破。國(guó)家及地方一系列政策的出臺(tái)有利于推動(dòng)煤層氣行業(yè)步入快速發(fā)展階段。
三、發(fā)展歷程
我國(guó)擁有豐富的煤層氣資源,目前處于行業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段。20世紀(jì)50-70年代,煤層氣作為一種危險(xiǎn)物質(zhì)存在于煤礦開(kāi)采環(huán)節(jié)中,主要是將之直接排向大氣,從而減少煤礦安全事故的發(fā)生;20世紀(jì)70年代末期,隨著煤礦瓦斯抽放工作的展開(kāi),煤層氣變害為利成為生活、工業(yè)燃料以及化工原料;80年代,我國(guó)開(kāi)始在撫順、陽(yáng)泉等地開(kāi)展地面鉆井開(kāi)采利用技術(shù)試驗(yàn)。直到20世紀(jì)90年代,煤礦井下煤層氣抽采利用工作已經(jīng)在高瓦斯大型煤普遍開(kāi)采。但總體來(lái)講我國(guó)煤層氣發(fā)展還處于初級(jí)階段,未來(lái)還有非常大的提升空間。
四、行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)
1、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)
煤層氣產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè),發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)對(duì)保障煤礦安全生產(chǎn)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。煤層氣作為一種清潔環(huán)保型能源,也存在供求變化、價(jià)格波動(dòng)等市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)因素,這些因素會(huì)對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的利潤(rùn)變動(dòng)造成一定影響,增加成本回收風(fēng)險(xiǎn)。
2、安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)
煤層氣增壓、壓縮、管道輸送和?;愤\(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)存在泄漏風(fēng)險(xiǎn),鉆井、壓裂、檢維修等生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)存在機(jī)械傷害、起重傷害、物體打擊、觸電、高處墜落等風(fēng)險(xiǎn),液化環(huán)節(jié)存在中毒窒息、凍傷風(fēng)險(xiǎn),處于山區(qū)、林區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)存在洪澇和森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),煤層氣公司機(jī)動(dòng)車(chē)輛在行駛中存在車(chē)輛損傷風(fēng)險(xiǎn)。
3、政策風(fēng)險(xiǎn)
國(guó)家對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的政策扶持或者政策約束會(huì)影響煤層氣開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益,煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)要求高、投資回收期長(zhǎng),需要政府給予大力扶持。國(guó)家已出臺(tái)煤層氣開(kāi)發(fā)補(bǔ)貼、增值稅先征后退等優(yōu)惠政策,形成了政策扶持體系,但在財(cái)政補(bǔ)貼方面,在國(guó)家獎(jiǎng)補(bǔ)總額和獎(jiǎng)補(bǔ)氣量無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)計(jì)的情況下,煤層氣企業(yè)實(shí)際享受補(bǔ)貼的額度存在一定的不確定性??傮w來(lái)看,目前國(guó)家對(duì)煤層氣行業(yè)支持力度較大,但不排除未來(lái)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)生變化,或相關(guān)部門(mén)的優(yōu)惠政策發(fā)生重大變化的可能性,從而影響煤層氣公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),進(jìn)而對(duì)煤層氣公司業(yè)績(jī)?cè)斐捎绊憽?
4、資源勘查風(fēng)險(xiǎn)
煤層氣資源勘查是煤層氣規(guī)模化開(kāi)發(fā)的先決條件,但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和認(rèn)識(shí)地下地質(zhì)規(guī)律的局限性,在地質(zhì)勘探中,人們對(duì)儲(chǔ)量等指標(biāo)的認(rèn)識(shí)判斷都要借助先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)和成熟的地質(zhì)知識(shí),而在實(shí)際勘驗(yàn)中并無(wú)法保證技術(shù)水平與知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的準(zhǔn)確度能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行預(yù)測(cè),實(shí)際勘查結(jié)果與預(yù)測(cè)的煤層氣資源量可能存在偏差,對(duì)于儲(chǔ)量等指標(biāo)的預(yù)測(cè)具有一定的不確定性。且煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)和裝備對(duì)不同地質(zhì)條件的適應(yīng)性也不相同,特別是在深部煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)方面仍然存在未徹底解決的瓶頸,勘探開(kāi)發(fā)成本高、試驗(yàn)井日均產(chǎn)量低等問(wèn)題亟待解決。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
煤層氣行業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)主要包括煤層氣開(kāi)采,中游煤層氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和分銷(xiāo),下游為管道運(yùn)營(yíng)商、天然氣需求龐大地區(qū)(包括主要工業(yè)城市)的天然氣運(yùn)營(yíng)商及眾多工業(yè)客戶(hù)。
煤層氣開(kāi)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(lèi)。井下抽采多伴隨煤炭開(kāi)采進(jìn)行,地面鉆采則不受煤炭開(kāi)采的限制,一般可在開(kāi)采煤層前進(jìn)行煤層氣的開(kāi)采。煤層氣綜合抽采是未來(lái)煤礦和煤層氣綜合開(kāi)發(fā)的趨勢(shì),即開(kāi)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)巖氣一起運(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。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)新疆鑫泰天然氣股份有限公司
新疆鑫泰天然氣股份有限公司主要從事城市天然氣的輸配、銷(xiāo)售、入戶(hù)安裝以及煤層氣開(kāi)采業(yè)務(wù)。目前,新天然氣城市燃?xì)鈽I(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)區(qū)域在新疆省內(nèi),煤層氣開(kāi)采銷(xiāo)售業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)區(qū)域在山西省及周邊區(qū)域。2018年,新天然氣成功要約收購(gòu)了亞美能源后,取得了上游煤層氣資源的開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng),實(shí)現(xiàn)從區(qū)域性向全國(guó)性的重大轉(zhuǎn)變。四年來(lái),新天然氣依托自有氣源優(yōu)勢(shì),持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,憑借先進(jìn)的煤層氣開(kāi)采技術(shù)不斷增儲(chǔ)上產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了煤層氣量?jī)r(jià)齊升的良好局面。數(shù)據(jù)顯示,2022年新天然氣營(yíng)業(yè)收入為34.16億元,同比增長(zhǎng)30.54%,其中煤層氣開(kāi)采及銷(xiāo)售行業(yè)收入為25.68億元,同比增長(zhǎng)47.66%,主要原因是2022年公司天然氣銷(xiāo)量和價(jià)格較2021年同期都有所增長(zhǎng)。
(2)山西藍(lán)焰控股股份有限公司
山西藍(lán)焰控股股份有限公司作為全國(guó)最早的煤層氣地面開(kāi)發(fā)企業(yè)之一,創(chuàng)立了“采煤采氣一體化”綜合開(kāi)發(fā)模式,立足自身專(zhuān)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì),與山西省屬大型煤炭企業(yè)深入合作,從源頭上治理煤礦瓦斯,保障煤礦安全生產(chǎn),為煤層氣行業(yè)規(guī)?;⑸虡I(yè)化開(kāi)發(fā)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),并在深部煤層氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行積極探索,為推動(dòng)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了重要的示范和引領(lǐng)作用。2016年以來(lái)藍(lán)焰控股煤層氣銷(xiāo)售收入不斷增長(zhǎng),截至2022年達(dá)到24.5億元,同比增長(zhǎng)25.46%。增長(zhǎng)的主要原因是2022年公司期煤層氣量?jī)r(jià)齊升,同時(shí)公司收到并確認(rèn)的煤層氣補(bǔ)貼同比大幅增加。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
從戰(zhàn)略地位來(lái)看,傳統(tǒng)的三大能源中,我國(guó)具有“富煤貧油少氣”的資源稟賦特征,油氣對(duì)外依存度居高不下,天然氣作為一次能源消費(fèi)缺口持續(xù)加大,煤層氣作為天然氣的戰(zhàn)略補(bǔ)充,在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,在保障國(guó)家能源安全方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。數(shù)據(jù)顯示,全國(guó)煤層氣產(chǎn)量由2015年63.4億立方米增長(zhǎng)至2022年的115.5億立方米,共建成沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣2個(gè)煤層氣產(chǎn)業(yè)基地。目前全國(guó)煤層氣抽采利用量仍較低,儲(chǔ)采比高,后續(xù)可開(kāi)采空間大,具備廣闊的開(kāi)發(fā)前景。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策支持
我國(guó)在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,大力發(fā)展煤層氣行業(yè)意義重大。規(guī)模化地面抽采利用煤層氣,進(jìn)行煤礦瓦斯治理,可以減少煤炭開(kāi)采時(shí)的甲烷釋放,還可以開(kāi)發(fā)利用煤礦采空區(qū)和廢棄礦井的瓦斯,減少甲烷逸散對(duì)臭氧層的破壞。同時(shí),以低排放強(qiáng)度能源替代高排放強(qiáng)度能源是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效途徑,煤層氣的碳排放強(qiáng)度較煤炭、石油低,其規(guī)模化抽采利用必將在我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
黨的二十大報(bào)告明確提出要深入推進(jìn)能源革命,加大油氣資源勘探開(kāi)發(fā)和增儲(chǔ)上產(chǎn)力度,確保能源安全。山西省作為我國(guó)煤層氣生產(chǎn)基地、全國(guó)能源革命綜合改革試點(diǎn)省份,將“打造非常規(guī)天然氣基地,推動(dòng)非常規(guī)天然氣行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”作為重要任務(wù),創(chuàng)新完善煤層氣資源管理體制機(jī)制,深化煤層氣行業(yè)開(kāi)放合作,推動(dòng)非常規(guī)天然氣大幅增儲(chǔ)上產(chǎn),為煤層氣行業(yè)提速發(fā)展提供了良好空間和機(jī)遇。
(2)城鎮(zhèn)化進(jìn)程導(dǎo)致的旺盛需求
自20世紀(jì)90年代中后期以來(lái),中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程明顯加快,城區(qū)戶(hù)籍居民與暫住人口的快速增加,擴(kuò)大了用氣人口的基數(shù);此外,隨著人們生活水平及人均燃?xì)庀M(fèi)的提高,為城市燃?xì)庑袠I(yè)提供巨大的潛在市場(chǎng)發(fā)展空間,從而帶動(dòng)煤層氣行業(yè)的發(fā)展。
(3)勘探、運(yùn)輸技術(shù)不斷進(jìn)步
2022年我國(guó)深層煤層氣成藏模式、滲流機(jī)理取得新認(rèn)識(shí),鉆井、壓裂技術(shù)取得突破,拓展了煤層氣開(kāi)發(fā)的新思路新領(lǐng)域。鄂爾多斯盆地東緣大寧—吉縣區(qū)塊深層煤層氣開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)成功實(shí)施。12月1日,中國(guó)最長(zhǎng)煤層氣長(zhǎng)輸管道—神木—安平煤層氣管道工程全線貫通,該管道全長(zhǎng)約618千米,輸氣能力為50億立方米/年。
2、不利因素
(1)企業(yè)效益較差、投資積極性低
我國(guó)煤層氣企業(yè)產(chǎn)氣成本總體偏高,低氣價(jià)下多數(shù)企業(yè)效益不佳,行業(yè)經(jīng)營(yíng)總體利潤(rùn)低、投資風(fēng)險(xiǎn)高。我國(guó)煤層氣直井單井產(chǎn)氣量較低,僅為美國(guó)的1/4,導(dǎo)致煤層氣生產(chǎn)成本居高不下;部分煤層氣企業(yè)雖然在國(guó)內(nèi)外率先實(shí)現(xiàn)了中深層煤層氣規(guī)模開(kāi)發(fā)的突破,但由于生產(chǎn)成本高,企業(yè)依然處于虧損狀態(tài)。低利潤(rùn)、高風(fēng)險(xiǎn)等因素又進(jìn)一步影響了企業(yè)對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的投資信心,企業(yè)投資煤層氣的積極性呈逐年下降趨勢(shì)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的加強(qiáng),煤層氣鉆井液不落地、排采水嚴(yán)格達(dá)標(biāo)排放等要求會(huì)進(jìn)一步提高生產(chǎn)成本,這些都會(huì)對(duì)企業(yè)投資煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的積極性產(chǎn)生影響。
(2)中深層開(kāi)發(fā)技術(shù)規(guī)?;瘧?yīng)用不足
我國(guó)煤層氣資源賦存條件比較復(fù)雜,由于煤層氣經(jīng)歷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)多,后期改造破壞程度大,雖然我國(guó)埋深介于1000-2000m煤層氣地質(zhì)資源量占比超過(guò)60%,但中深煤層氣資源開(kāi)采難度較大。部分地區(qū)雖然已經(jīng)初步形成了成熟的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了有效開(kāi)發(fā),煤層氣開(kāi)發(fā)效率得到進(jìn)一步提升,但由于我國(guó)煤層氣地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜,儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng),在復(fù)雜的實(shí)際生產(chǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)境中,成熟技術(shù)往往難以被直接復(fù)制推廣應(yīng)用,特別是對(duì)于因埋深較大導(dǎo)致滲透率低或者受斷裂帶活動(dòng)影響破壞較大的處于復(fù)雜環(huán)境下的煤層氣資源,資源高效開(kāi)發(fā)難度依舊很大,在一定程度上制約了煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
(3)煤層氣利用市場(chǎng)不完善,欠缺高附加值企業(yè)
我國(guó)煤層氣工業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的不完善,煤層氣應(yīng)用行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力較差,用氣行業(yè)接受氣價(jià)的上升動(dòng)力較弱,以及缺少高附加值產(chǎn)品的應(yīng)用,使得大量煤層氣經(jīng)由通道運(yùn)輸方式向鄰近地區(qū)出現(xiàn)低價(jià)出售的現(xiàn)象,進(jìn)一步限制了我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用的建設(shè)進(jìn)度。
八、競(jìng)爭(zhēng)格局
1、大型國(guó)有企業(yè)為主導(dǎo)
我國(guó)煤層氣生產(chǎn)商可大致分類(lèi)為大型國(guó)有企業(yè)、外國(guó)煤層氣生產(chǎn)商及地方煤礦企業(yè)。大型國(guó)有企業(yè)在籌措資金、管道進(jìn)入及區(qū)塊登記方面具有先天優(yōu)勢(shì),在中國(guó)煤層氣行業(yè)內(nèi)發(fā)揮著主導(dǎo)作用,主要包括中石油和中聯(lián)煤層氣等;外國(guó)煤層氣生產(chǎn)商只能選擇通過(guò)與經(jīng)中國(guó)政府授權(quán)的國(guó)有企業(yè)開(kāi)展合作的方式,在中國(guó)境內(nèi)開(kāi)展業(yè)務(wù),如亞美能源;地方煤礦企業(yè)(如晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)旗下的藍(lán)焰控股)可在其擁有的煤礦礦區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行煤層氣開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。
2、地方性企業(yè)煤層氣量?jī)r(jià)齊升
藍(lán)焰控股不斷推進(jìn)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐,依托自身技術(shù)優(yōu)勢(shì),先后在晉城、長(zhǎng)治、晉中、太原、呂梁等地進(jìn)行煤層氣地面抽采利用,在武鄉(xiāng)南、和順橫嶺等資源區(qū)塊推進(jìn)深部煤層氣勘探試驗(yàn),加強(qiáng)與省屬煤炭企業(yè)及國(guó)內(nèi)大型油氣企業(yè)開(kāi)展項(xiàng)目合作,為加快增儲(chǔ)上產(chǎn)步伐、提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力提供了有力保障。截至2022年底藍(lán)焰控股已獲取煤層氣礦業(yè)權(quán)22宗,合計(jì)面積2621平方千米,探明地質(zhì)儲(chǔ)量434.03億立方米。2022年公司煤層氣銷(xiāo)售量12.05億立方米,累計(jì)銷(xiāo)售煤層氣超過(guò)100億立方米。
九、發(fā)展方向
中國(guó)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)多年的創(chuàng)新和發(fā)展,在測(cè)井評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層改造及提高采收率領(lǐng)域取得了階段性的進(jìn)步,但也僅僅停留在表面,對(duì)于降低使用成本、清潔化開(kāi)采及煤層氣井穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)等方面的研究仍有待加強(qiáng),有諸多關(guān)鍵技術(shù)需要突破。加之國(guó)內(nèi)多數(shù)煤層氣田面臨地形復(fù)雜、儲(chǔ)層環(huán)境苛刻等開(kāi)發(fā)難題,難以全盤(pán)照搬國(guó)外成形的煤層氣開(kāi)發(fā)模式。一方面要加大對(duì)煤層氣的理論研究,集成鉆完井工程、滲流力學(xué)、采氣工程等多門(mén)學(xué)科,為煤層氣開(kāi)發(fā)提供新思路、新技術(shù);另一方面要加強(qiáng)企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)各方協(xié)同合作,從地質(zhì)-工程-經(jīng)濟(jì)-環(huán)保等多方面考慮,推動(dòng)煤層氣開(kāi)發(fā)走向智能化、經(jīng)濟(jì)化、清潔化,探索形成一套成熟完善的煤層氣鉆采、增產(chǎn)、提效技術(shù)體系,為中國(guó)煤層氣革命的成功鋪平道路。
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2023年中國(guó)煤層氣行業(yè)全景速覽:“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下,煤層氣開(kāi)發(fā)利用加速[圖]
據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年全國(guó)煤層氣探明儲(chǔ)量為3659.69億立方米,其中山西省儲(chǔ)量為3326.43億立方米,占比90.89%,其次為陜西省,儲(chǔ)量為222.3億立方米,占比6.07%,其他地區(qū)合計(jì)占比3.03%。