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“頭號殺手”，隨著井下抽放和礦井通風大量地排放到空氣中，不僅是可利用資源的浪費，而且污染了生態(tài)環(huán)境，由于甲烷對臭氧層的破壞加劇了地球溫室效應。
如何實現(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)處在國內(nèi)領先地位，其發(fā)展歷程頗具借鑒意義。該公司研發(fā)的目前國內(nèi)單臺最大的瓦斯銷毀設備，單臺處理能力每小時達到11.6萬立方，在超低濃瓦斯銷毀方面擁有成功的案例。
圖為彬長大佛寺乏風氧化制熱項目外景。
瓦斯零排放的“陜西方案”
包括中國在內(nèi)的多個國家正在實踐一種意義重大但成本高昂，且尚未引起足夠重視的技術——二氧化碳捕集、利用與封存（CCS）。專家表示，CCS可以顯著加快中國經(jīng)濟增長和碳排放與碳基燃料消費“脫鉤”的進程，也是目前唯一能使工業(yè)用能和電廠碳基燃料減少90%的二氧化碳排放準商業(yè)化技術。
2015年11月，中方在氣候變化巴黎大會上宣布， 將于2030年左右使我國二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)，2030年單位國內(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)銀行宣布將為中國陜西建設大規(guī)模碳捕集和封存（CCS）示范項目提供550萬美元的技術援助贈款。然而在CCS領域，這些投入只是“杯水車薪”。據(jù)行業(yè)人士介紹，由于該項目目前還停留在商業(yè)化運營的試驗階段，且二氧化碳封存技術及運行成本過高，暫時不具備大面積推廣應用條件，加之單體項目捕集量也不大，試驗項目為年捕集30萬噸，陜西正在加緊落實年捕集100萬噸二氧化碳的試驗項目。
對廣袤的中國中西部地區(qū)而言，如何落實頂層設計，給今后的綠色發(fā)展貼上低碳標簽？2017年初，陜西省發(fā)改委組織了一次高級別的關于如何實現(xiàn)陜西省低碳發(fā)展的座談會，陜西金碳的技術負責人江金明率先提出：“就陜西的省情而言，重點要把可以減排的二氧化碳通過技術革新，實實在在進行減排，在二氧化碳排放總量控制的基礎上以減排量來置換排放量，以達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行有效銷毀。“因為1立方甲烷（瓦斯）對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于減排21立方的二氧化碳，意義非凡，且目標容易實現(xiàn)?！?
這對煤炭大省陜西而言是一個極為利好的舉措，陜西省煤礦多，瓦斯排放量大，因為煤礦瓦斯是集中抽排，容易實現(xiàn)就地銷毀，在為減排作出貢獻的同時，又創(chuàng)造綠色GDP，通過瓦斯銷毀積攢出大量的碳排放指標，這些指標又可為陜西的GDP增長置換出巨大的發(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，如果將該瓦斯進行有效銷毀，將會得到7000多萬噸的二氧化碳銷毀指標。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)國家第一批“千人計劃”特聘專家、陜西金碳首席技術專家楊旸博士介紹，銷毀煤礦瓦斯是實現(xiàn)碳減排的最佳途徑；在銷毀的同時高效利用，不但降低煤礦瓦斯事故風險，而且通過不同濃度的瓦斯階梯利用，形成循環(huán)經(jīng)濟新模式，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個煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地；煤層氣抽采量達到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，江金明和他的團隊全程深度參與到陜煤化集團瓦斯零排放項目的研究、建設和運營中，經(jīng)過三年不懈探索和研究，團隊獲得了11項國家發(fā)明專利、20多項實用新型專利，積累了大量的實戰(zhàn)經(jīng)驗，培養(yǎng)和造就了一大批技術骨干和管理團隊。
2017年4月，由江金明全程主導設計和實施的彬長大佛寺乏風氧化制熱項目順利通過了政府多個部門聯(lián)合驗收，各項指標均達到了設計要求和預期目標。該系統(tǒng)的建成，填補了我國在乏風銷毀及利用領域的多項空白，是首個在瓦斯銷毀過程中無二次污染產(chǎn)生的清潔環(huán)保項目。
該項目的順利建成和投入使用，為彬長礦區(qū)實施瓦斯零排放奠定了堅實的基礎；對目前碳排放體量大，碳減排難度高、時間緊、任務重的陜西省趟出了一條綠色發(fā)展新路；同時也為在全國范圍內(nèi)開展瓦斯零排放、節(jié)能減排工作起到了標桿性的示范帶動作用。
低碳示范礦井的“黃陵模式”
有了彬長礦區(qū)實踐瓦斯零排放這樣的成功經(jīng)驗，陜西省選擇在黃陵礦業(yè)公司試點打造國家級的低碳示范礦區(qū)，以此來帶動全省碳減排工作的順利開展和碳減排指標置換的實施。
該示范項目落戶在黃陵礦業(yè)公司礦區(qū)也有其深刻的現(xiàn)實考量。據(jù)相關人士介紹，黃陵礦業(yè)公司是陜煤化集團旗下重點企業(yè)，是國家循環(huán)經(jīng)濟示范企業(yè)，各級領導低碳環(huán)保理念先進，員工節(jié)能環(huán)保意識強；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現(xiàn)了綜合利用，有較強瓦斯利用相關基礎，試點成功后，示范效應大、可復制性強。
陜西金碳在對陜西煤礦瓦斯情況進行調(diào)研后，了解到陜煤化集團旗下黃陵礦業(yè)公司煤炭生產(chǎn)量大，毎年對空排放的瓦斯持續(xù)對環(huán)境產(chǎn)生的溫窒效應日愈劇增，隨著目前環(huán)保要求標準的提升，環(huán)保壓力日益增加，對于瓦斯的銷毀利用尤為緊迫和關鍵。
將黃陵礦業(yè)煤礦打造為“近零碳排放”示范基地，可以實現(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)保示范效應和規(guī)模效應。這成為黃陵礦業(yè)和陜西金碳的合作初衷與共同目標。
按照陜西金碳的設想，黃陵礦區(qū)煤礦超低濃度瓦斯銷毀及綜合利用示范項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家政策紅利來獲取相應的投資回報。具體內(nèi)容為：在黃陵礦區(qū)三個煤礦各瓦斯抽放風井廣場，根據(jù)瓦斯抽放量及風排瓦斯量綜合計算，共安裝12臺套的蓄熱式乏風氧化（摧化）裝置，將甲烷濃度≥0.35%以上瓦斯進行銷毀，在銷毀過程中抽出高溫煙氣，經(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)將余熱蒸汽進行二次發(fā)電，該電能直接供煤礦生產(chǎn)所用。
預計該項目全部建成后，將年回收96萬噸蒸汽，年可發(fā)電年1.3億千瓦時，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。
據(jù)悉，該項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，再進行余熱利用，具體的項目贏利點包括：發(fā)電、供熱、CCER（二氧化碳自愿減排的碳排放指標）交易、瓦斯銷毀補貼等。
在楊旸看來，從社會效應來說，該項目是國家目前大力提倡的節(jié)能減排的優(yōu)選項目，符合國家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展和扶持的方向，且利國利民，具有公益項目的特性，盡管經(jīng)濟效益遠不如低濃瓦斯發(fā)電，但社會效應遠大于此，尤其像陜西金碳這樣從事低碳和減排的專業(yè)公司，更應該承擔一些社會責任。用該項目二氧化碳減排的總量來換取GBT增長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)展中國家最好的減排方案。
據(jù)了解，該項目目前得到陜西省發(fā)改委的大力推薦和支持，擬作為陜西省重點示范項目向國家發(fā)改委申報，并推薦爭取列入國家級示范項目。此外，亞投行在陜西有碳減排專項資金的配套支持，陜西省發(fā)改委正在為本項目積極向亞投行爭取項目低息貸款。
（經(jīng)濟日報 記者：徐惠喜 見習編輯：覃皓珺）
