煤層氣，又被稱為“煤礦瓦斯”，是賦存在煤層和煤系地層的烴類氣體，主要成分為甲烷，是煤的伴生礦產(chǎn)資源。煤礦瓦斯作為煤礦安全事故的“頭號(hào)殺手”，隨著井下抽放和礦井通風(fēng)大量地排放到空氣中，不僅是可利用資源的浪費(fèi)，而且污染了生態(tài)環(huán)境，由于甲烷對(duì)臭氧層的破壞加劇了地球溫室效應(yīng)。
如何實(shí)現(xiàn)瓦斯"零排放"，在"黑色"煤礦開采中有效探索出一條綠色發(fā)展之路，是整個(gè)煤礦開采行業(yè)特別是中西部煤炭大省的迫切需求。陜西金碳新能源科技有限公司以其尖端的核心技術(shù)和創(chuàng)新的商業(yè)模式，在低濃瓦斯發(fā)電行業(yè)尤其是超低濃瓦斯銷毀利用行業(yè)處在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，其發(fā)展歷程頗具借鑒意義。該公司研發(fā)的目前國(guó)內(nèi)單臺(tái)最大的瓦斯銷毀設(shè)備，單臺(tái)處理能力每小時(shí)達(dá)到11.6萬立方，在超低濃瓦斯銷毀方面擁有成功的案例。
圖為彬長(zhǎng)大佛寺乏風(fēng)氧化制熱項(xiàng)目外景。
瓦斯零排放的“陜西方案”
包括中國(guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家正在實(shí)踐一種意義重大但成本高昂，且尚未引起足夠重視的技術(shù)——二氧化碳捕集、利用與封存（CCS）。專家表示，CCS可以顯著加快中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和碳排放與碳基燃料消費(fèi)“脫鉤”的進(jìn)程，也是目前唯一能使工業(yè)用能和電廠碳基燃料減少90%的二氧化碳排放準(zhǔn)商業(yè)化技術(shù)。
2015年11月，中方在氣候變化巴黎大會(huì)上宣布， 將于2030年左右使我國(guó)二氧化碳排放達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn)，2030年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%－65%。
2017年6月，亞洲開發(fā)銀行宣布將為中國(guó)陜西建設(shè)大規(guī)模碳捕集和封存（CCS）示范項(xiàng)目提供550萬美元的技術(shù)援助贈(zèng)款。然而在CCS領(lǐng)域，這些投入只是“杯水車薪”。據(jù)行業(yè)人士介紹，由于該項(xiàng)目目前還停留在商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的試驗(yàn)階段，且二氧化碳封存技術(shù)及運(yùn)行成本過高，暫時(shí)不具備大面積推廣應(yīng)用條件，加之單體項(xiàng)目捕集量也不大，試驗(yàn)項(xiàng)目為年捕集30萬噸，陜西正在加緊落實(shí)年捕集100萬噸二氧化碳的試驗(yàn)項(xiàng)目。
對(duì)廣袤的中國(guó)中西部地區(qū)而言，如何落實(shí)頂層設(shè)計(jì)，給今后的綠色發(fā)展貼上低碳標(biāo)簽？2017年初，陜西省發(fā)改委組織了一次高級(jí)別的關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)陜西省低碳發(fā)展的座談會(huì)，陜西金碳的技術(shù)負(fù)責(zé)人江金明率先提出：“就陜西的省情而言，重點(diǎn)要把可以減排的二氧化碳通過技術(shù)革新，實(shí)實(shí)在在進(jìn)行減排，在二氧化碳排放總量控制的基礎(chǔ)上以減排量來置換排放量，以達(dá)到排放總量控制的目的?！?
江金明的具體“解決方案”是把陜西省煤礦瓦斯進(jìn)行有效銷毀?！耙?yàn)?立方甲烷（瓦斯）對(duì)溫室氣體的破壞程度，是二氧化碳的21倍之多，減排1立方煤礦瓦斯就相當(dāng)于減排21立方的二氧化碳，意義非凡，且目標(biāo)容易實(shí)現(xiàn)?！?
這對(duì)煤炭大省陜西而言是一個(gè)極為利好的舉措，陜西省煤礦多，瓦斯排放量大，因?yàn)槊旱V瓦斯是集中抽排，容易實(shí)現(xiàn)就地銷毀，在為減排作出貢獻(xiàn)的同時(shí)，又創(chuàng)造綠色GDP，通過瓦斯銷毀積攢出大量的碳排放指標(biāo)，這些指標(biāo)又可為陜西的GDP增長(zhǎng)置換出巨大的發(fā)展空間。
據(jù)陜西省煤炭監(jiān)管部門官方公布的全省煤礦抽放瓦斯數(shù)據(jù)分析，全年煤礦風(fēng)排瓦斯量為65.23億立方，抽放的瓦斯量為57.47億立方，如果將該瓦斯進(jìn)行有效銷毀，將會(huì)得到7000多萬噸的二氧化碳銷毀指標(biāo)。換言之，如果將這部分空排瓦斯加以銷毀和綜合利用，等同于每年減排了7000多萬噸二氧化碳。
據(jù)國(guó)家第一批“千人計(jì)劃”特聘專家、陜西金碳首席技術(shù)專家楊旸博士介紹，銷毀煤礦瓦斯是實(shí)現(xiàn)碳減排的最佳途徑；在銷毀的同時(shí)高效利用，不但降低煤礦瓦斯事故風(fēng)險(xiǎn)，而且通過不同濃度的瓦斯階梯利用，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)新模式，體現(xiàn)了節(jié)能減排、循環(huán)利用、變廢為寶的真正意義。
國(guó)家能源局發(fā)布的《煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年，建成2至3個(gè)煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地；煤層氣抽采量達(dá)到240億立方米，其中地面煤層氣產(chǎn)量100億立方米，利用率90%以上；煤礦瓦斯抽采140億立方米，利用率50％以上；煤礦瓦斯發(fā)電裝機(jī)容量280萬千瓦，民用超過168萬戶。
在此背景下，從2014年起，在陜西省政府和發(fā)改委的大力支持下，江金明和他的團(tuán)隊(duì)全程深度參與到陜煤化集團(tuán)瓦斯零排放項(xiàng)目的研究、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中，經(jīng)過三年不懈探索和研究，團(tuán)隊(duì)獲得了11項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利、20多項(xiàng)實(shí)用新型專利，積累了大量的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)和造就了一大批技術(shù)骨干和管理團(tuán)隊(duì)。
2017年4月，由江金明全程主導(dǎo)設(shè)計(jì)和實(shí)施的彬長(zhǎng)大佛寺乏風(fēng)氧化制熱項(xiàng)目順利通過了政府多個(gè)部門聯(lián)合驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和預(yù)期目標(biāo)。該系統(tǒng)的建成，填補(bǔ)了我國(guó)在乏風(fēng)銷毀及利用領(lǐng)域的多項(xiàng)空白，是首個(gè)在瓦斯銷毀過程中無二次污染產(chǎn)生的清潔環(huán)保項(xiàng)目。
該項(xiàng)目的順利建成和投入使用，為彬長(zhǎng)礦區(qū)實(shí)施瓦斯零排放奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；對(duì)目前碳排放體量大，碳減排難度高、時(shí)間緊、任務(wù)重的陜西省趟出了一條綠色發(fā)展新路；同時(shí)也為在全國(guó)范圍內(nèi)開展瓦斯零排放、節(jié)能減排工作起到了標(biāo)桿性的示范帶動(dòng)作用。
低碳示范礦井的“黃陵模式”
有了彬長(zhǎng)礦區(qū)實(shí)踐瓦斯零排放這樣的成功經(jīng)驗(yàn)，陜西省選擇在黃陵礦業(yè)公司試點(diǎn)打造國(guó)家級(jí)的低碳示范礦區(qū)，以此來帶動(dòng)全省碳減排工作的順利開展和碳減排指標(biāo)置換的實(shí)施。
該示范項(xiàng)目落戶在黃陵礦業(yè)公司礦區(qū)也有其深刻的現(xiàn)實(shí)考量。據(jù)相關(guān)人士介紹，黃陵礦業(yè)公司是陜煤化集團(tuán)旗下重點(diǎn)企業(yè)，是國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范企業(yè)，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)低碳環(huán)保理念先進(jìn)，員工節(jié)能環(huán)保意識(shí)強(qiáng)；其次，黃陵礦業(yè)在煤礦瓦斯利用方面一直走在陜西省前列，目前黃陵礦業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)礦井中，瓦斯?jié)舛却笥?%的，已經(jīng)建了兩座低濃度瓦斯電廠實(shí)現(xiàn)了綜合利用，有較強(qiáng)瓦斯利用相關(guān)基礎(chǔ)，試點(diǎn)成功后，示范效應(yīng)大、可復(fù)制性強(qiáng)。
陜西金碳在對(duì)陜西煤礦瓦斯情況進(jìn)行調(diào)研后，了解到陜煤化集團(tuán)旗下黃陵礦業(yè)公司煤炭生產(chǎn)量大，毎年對(duì)空排放的瓦斯持續(xù)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的溫窒效應(yīng)日愈劇增，隨著目前環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)的提升，環(huán)保壓力日益增加，對(duì)于瓦斯的銷毀利用尤為緊迫和關(guān)鍵。
將黃陵礦業(yè)煤礦打造為“近零碳排放”示范基地，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、循環(huán)利用、變廢為寶及綜合治理環(huán)境污染的目的，起到高度的環(huán)保示范效應(yīng)和規(guī)模效應(yīng)。這成為黃陵礦業(yè)和陜西金碳的合作初衷與共同目標(biāo)。
按照陜西金碳的設(shè)想，黃陵礦區(qū)煤礦超低濃度瓦斯銷毀及綜合利用示范項(xiàng)目以瓦斯銷毀為主要目的，在銷毀瓦斯的過程中回收熱能及享受國(guó)家政策紅利來獲取相應(yīng)的投資回報(bào)。具體內(nèi)容為：在黃陵礦區(qū)三個(gè)煤礦各瓦斯抽放風(fēng)井廣場(chǎng)，根據(jù)瓦斯抽放量及風(fēng)排瓦斯量綜合計(jì)算，共安裝12臺(tái)套的蓄熱式乏風(fēng)氧化（摧化）裝置，將甲烷濃度≥0.35%以上瓦斯進(jìn)行銷毀，在銷毀過程中抽出高溫?zé)煔?，?jīng)過余熱鍋爐制成400℃、2.5MP的過熱蒸汽給煤礦礦井冬季供暖，其他季節(jié)將余熱蒸汽進(jìn)行二次發(fā)電，該電能直接供煤礦生產(chǎn)所用。
預(yù)計(jì)該項(xiàng)目全部建成后，將年回收96萬噸蒸汽，年可發(fā)電年1.3億千瓦時(shí)，年最低可銷毀瓦斯1.4億立方，至少可直接減排減排二氧化碳136萬噸，間接減排二氧化碳6.84萬噸，可獲得142.84萬噸的減排指標(biāo)。
據(jù)悉，該項(xiàng)目的盈利模式是通過瓦斯銷毀提取熱能制成高品質(zhì)蒸汽，再進(jìn)行余熱利用，具體的項(xiàng)目贏利點(diǎn)包括：發(fā)電、供熱、CCER（二氧化碳自愿減排的碳排放指標(biāo)）交易、瓦斯銷毀補(bǔ)貼等。
在楊旸看來，從社會(huì)效應(yīng)來說，該項(xiàng)目是國(guó)家目前大力提倡的節(jié)能減排的優(yōu)選項(xiàng)目，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展和扶持的方向，且利國(guó)利民，具有公益項(xiàng)目的特性，盡管經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)不如低濃瓦斯發(fā)電，但社會(huì)效應(yīng)遠(yuǎn)大于此，尤其像陜西金碳這樣從事低碳和減排的專業(yè)公司，更應(yīng)該承擔(dān)一些社會(huì)責(zé)任。用該項(xiàng)目二氧化碳減排的總量來換取GBT增長(zhǎng)所排放的二氧化碳量是一種最佳的選擇，是一條立竿見影的捷徑，也是發(fā)展中國(guó)家最好的減排方案。
據(jù)了解，該項(xiàng)目目前得到陜西省發(fā)改委的大力推薦和支持，擬作為陜西省重點(diǎn)示范項(xiàng)目向國(guó)家發(fā)改委申報(bào)，并推薦爭(zhēng)取列入國(guó)家級(jí)示范項(xiàng)目。此外，亞投行在陜西有碳減排專項(xiàng)資金的配套支持，陜西省發(fā)改委正在為本項(xiàng)目積極向亞投行爭(zhēng)取項(xiàng)目低息貸款。
（經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 記者：徐惠喜 見習(xí)編輯：覃皓珺）
