王海平,徐培根
(1.北京大學(xué)政府管理學(xué)院,北京 100871;2.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 濟南 250014)
隨著新興國家經(jīng)濟的快速發(fā)展,世界能源資源的消耗加速,作為新興清潔能源之一的煤層氣,與其家族的天然氣、天然氣水合物一樣,越來越受到世界各國的親睞,逐漸進入能源消費供應(yīng)鏈。
近年來,隨著我國工業(yè)化城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展,國內(nèi)能源供應(yīng)能力難以跟上,對國際市場的依賴程度不斷加大,已經(jīng)成為影響國家安全帶的重要因素。煤層氣是優(yōu)質(zhì)清潔能源,通過開采利用可以減少非清潔能源煤炭和需進口能源石油的依賴度,改善能源消費結(jié)構(gòu)。
近年來,我國煤礦開采突發(fā)事故高居不下,其中主要原因是煤層氣是煤層氣爆炸引發(fā)的礦難,據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)70%~80%的煤礦爆炸事故是由煤層氣(俗稱瓦斯)爆炸引起的。開發(fā)煤層氣可以有效地降低煤層中瓦斯的含量,從而有效預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生,降低煤礦生產(chǎn)死亡率。
煤層氣的主要成份為CH4,其對臭氧層的破壞遠(yuǎn)甚于CO2,通過抽采利用,可以有效減少CH4的直接排放,從而有效減少對臭氧層的破壞。
雖然煤層氣的開發(fā)成本較高,但隨著國內(nèi)能源資源的緊缺,油氣資源的價格逐步攀升,同時煤層氣的開發(fā)技術(shù)、管網(wǎng)建設(shè)等日益完善,煤層氣開發(fā)的經(jīng)濟效益逐漸顯現(xiàn),可以為開發(fā)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益[1]。
我國煤層氣作為一種資源的勘探開發(fā)和利用歷史較短,以煤層氣作為目標(biāo)的勘探活動遠(yuǎn)不如煤炭和天然氣,煤層氣開發(fā)生產(chǎn)也剛剛進入小規(guī)模商業(yè)化階段,可以說,我國煤層氣資源開發(fā)利用正在經(jīng)歷一個前所未有的機遇期。
我國煤層氣資源十分豐富,是世界上繼俄羅斯、加拿大之后的第三大煤層氣儲量國,占世界排名前12位國家資源總量的13%。根據(jù)最新一輪資源評估結(jié)果,我國埋深2000m以淺的煤層氣資源量達31.46萬億m3,相當(dāng)于450億t標(biāo)煤,350億t標(biāo)油,與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)[2]。西部地區(qū)的沁水盆地和鄂爾多斯盆地資源量最大,超過10萬億m3,為集中開發(fā)提供了資源條件。
隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,對于能源、特別是優(yōu)質(zhì)能源的需求越來越高。目前我國我國民用大部分地區(qū)以天然氣為主,但從天然氣的儲量和產(chǎn)能來看,難以滿足快速增長的需求。我國政府已經(jīng)制定天然氣利用政策,通過建立天然氣利用次序,以保證供求關(guān)系協(xié)調(diào)。煤層氣和天然氣的主要成分都是甲烷,是一種清潔高效的氣體能源,能夠共享管道設(shè)備,未來煤層氣可以成為天然氣供應(yīng)的重要補充。
我國煤礦安全事故的最重要原因是由煤層氣即瓦斯爆炸。根據(jù)國外經(jīng)驗,開發(fā)利用煤層氣是讓煤層氣變害為利,從根本上改善煤礦安全生產(chǎn)條件,遏止煤礦事故的主要手段[3]。我國政府對煤礦生產(chǎn)安全高度重視,規(guī)定在高瓦斯含量地區(qū)進行煤炭開采,必須通過地面和井下抽采相結(jié)合的方式,將煤層瓦斯壓力降到一定標(biāo)準(zhǔn)可以安全生產(chǎn)??梢钥闯?,開發(fā)利用煤層氣資源對避免煤礦安全事故具有重要意義。
十八大已經(jīng)提出要推進生態(tài)文明建設(shè),節(jié)能減排是其中重要目標(biāo)任務(wù)之一。當(dāng)前我國的能源消費主要以煤炭為主,導(dǎo)致能源的總體利用水平不高,同時,污染物的排放高居不下。煤層氣是一種高熱量、低污染的優(yōu)質(zhì)能源資源,其燃燒排放造成的污染少。若不抽取燃燒使用,其中甲烷若直接排放也可以加劇溫室效應(yīng)。
隨著我國煤層氣活動的逐步開展,煤層氣經(jīng)營的法律、政策環(huán)境不斷改善,我國政府先后建立了我國煤層氣礦權(quán)管理、對外合作、財稅等法律法規(guī)體系,指導(dǎo)和規(guī)范了煤層氣的早期發(fā)展。為我國煤層氣開發(fā)利用創(chuàng)造了有利的政策環(huán)境。
作為一種高效、清潔的非常規(guī)氣體能源,煤層氣的開發(fā)利用必將對常規(guī)能源形成競爭壓力[4]。在我國,與煤層氣形成直接競爭的是煤和天然氣。煤層氣以煤炭作為儲集層,煤層氣高產(chǎn)富集的區(qū)域,煤炭資源也同樣豐富,煤層氣和煤炭的市場區(qū)域存在重合。此外,我國的煤炭具有市場成熟、市場規(guī)模大、價格較低等優(yōu)點,這對煤層氣市場開拓勢必產(chǎn)生阻力[5]。天然氣目前在我國的開發(fā)利用程度還很低,其在一次能源消費中的比例還不足3%。但是隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,對能源安全和環(huán)境保護意識的加強,特別是西氣東輸工程的建成投產(chǎn),天然氣產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入發(fā)展的快車道,占得市場先機。此外,天然氣開發(fā)技術(shù)成熟,經(jīng)濟效益較好,因此更受到企業(yè)的青睞,這勢必會對煤層氣市場構(gòu)成挑戰(zhàn)。
煤層氣作為一種氣體能源,與天然氣一樣具有易燃易爆性,最經(jīng)濟安全的運輸方式是利用管網(wǎng)運輸。美國的煤層氣產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展的重要原因是利用既有發(fā)達的天然氣管道設(shè)施。目前我國天然氣的管道實施建設(shè)尚不完善,加之與之競爭關(guān)系,利用既有管道機制不順。部分煤層氣開發(fā)企業(yè)也自建管道,但尚未形成規(guī)模。
我國煤層氣地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,含煤層氣的煤形成時代、煤變質(zhì)作用類型和變質(zhì)程度與國外多有不同:煤儲層滲透率、含氣飽和度、儲層壓力普遍較低;煤儲層原生結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞;低、高煤階是我國煤儲層的主要煤階;煤儲層的非均質(zhì)性嚴(yán)重[6]。因此,不能完全照搬國外的經(jīng)驗。我國煤層氣規(guī)?;_發(fā)剛剛開始,理論和技術(shù)方面都存在許多關(guān)鍵性難題7。煤層氣產(chǎn)業(yè)具有高投入、高風(fēng)險、高技術(shù)的特點,其發(fā)展依賴于前期的大量投入、適合的技術(shù)和設(shè)備。煤層氣勘探開發(fā)理論和技術(shù)研究還缺乏足夠的人才、基礎(chǔ)設(shè)施和資金等必要支撐,一些基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備有待提高。
煤層氣開發(fā)利用缺乏必要協(xié)調(diào),條塊分割嚴(yán)重。煤炭探礦權(quán)管理歸各省區(qū),煤層氣探礦權(quán)的管理權(quán)則在國土資源部,在具體開發(fā)中出現(xiàn)礦權(quán)重疊問題,致使相關(guān)部門、企業(yè)之間產(chǎn)生了經(jīng)濟利益和管理權(quán)限方面的分歧,各自為政、自行發(fā)展,產(chǎn)業(yè)開發(fā)難成氣候,地方與企業(yè)參與煤層氣開發(fā)利用的動力不足,這些問題嚴(yán)重阻礙了煤層氣的抽放與利用。
為了合理開發(fā)和利用我國煤層氣資源,必須制定統(tǒng)一規(guī)劃,包括開發(fā)規(guī)劃、管網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃、綜合利用規(guī)劃等。發(fā)達的天然氣集輸管網(wǎng)是煤層氣發(fā)展的保障,因此必須統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)。政府應(yīng)加大煤層氣基礎(chǔ)設(shè)施投資力度,同時也要對建設(shè)投資巨大的長距離輸送管道和城市輸氣管網(wǎng)建設(shè),防止盲目上馬、重復(fù)建設(shè)。通過管網(wǎng)把資源和市場聯(lián)系起來,推動煤層氣的發(fā)展[7]。
我國煤層氣的儲層地質(zhì)條件復(fù)雜,抽采利用的技術(shù)支撐能力不足,需要從理論和實踐方面開展公關(guān)。煤層氣賦存形式、成藏過程與非均質(zhì)性、煤層氣高滲富集區(qū)控氣因素等方面的基礎(chǔ)理論研究還需要加強。除了基礎(chǔ)理論研究外,還要重視對多分枝水平井、提高煤層氣采收率等前沿技術(shù)的攻關(guān)。國家應(yīng)該鼓勵開展煤層氣開發(fā)相關(guān)理論與實踐研究,建立產(chǎn)學(xué)研綜合平臺,從技術(shù)上促進煤層氣產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展[8-9]。
政府對煤層氣先導(dǎo)性試驗的投入已經(jīng)產(chǎn)生積極效果,通過對煤層氣地面開發(fā)全過程試驗,獲得了煤層氣開發(fā)技術(shù)和管理的寶貴經(jīng)驗,為試驗區(qū)煤層氣大規(guī)模開發(fā)積累了資料,打下了基礎(chǔ)。目前,政府支持的煤層氣先導(dǎo)性試驗區(qū)主要處在沁水盆地,由于各地區(qū)地質(zhì)和地理條件的差異,限制了先導(dǎo)性試驗的示范效果。因此,國家有必要在其他地質(zhì)條件較好的有利區(qū)域加大煤層氣勘探開發(fā)的投入,集中力量實現(xiàn)產(chǎn)量突破,進而帶動本地區(qū)的煤層氣大規(guī)模開發(fā)。
煤層氣的發(fā)展主要要處理好兩個關(guān)系。一是煤層氣與煤的關(guān)系,一是煤層氣與天然氣的關(guān)系。煤層氣作為獨立的礦種,與煤炭既有區(qū)別又有聯(lián)系。二者有可以申請獨立的礦業(yè)權(quán),但又相互依附。煤層氣與天然氣特征相同,需要公用管道,存在競爭與補充的關(guān)系。因此煤層氣的發(fā)展,應(yīng)該充分考慮與煤炭、天然氣的關(guān)系,明確開發(fā)煤層氣與煤礦生產(chǎn)和環(huán)境保護的關(guān)系,明確天然氣與煤層氣共同發(fā)展的關(guān)系,制定勘查開發(fā)到利用的全流程的政策法規(guī)。
由于技術(shù)、理論以及設(shè)備的不完善以及市場極不成熟,早期的煤層氣產(chǎn)業(yè)建設(shè)應(yīng)當(dāng)首先以實現(xiàn)其在煤礦安全生產(chǎn)和溫室氣體減排上的社會效益為目標(biāo),作為能源利用上的經(jīng)濟效益應(yīng)當(dāng)是第二位的。煤層氣企業(yè)要以經(jīng)濟效益來決定對煤層氣開發(fā)的投入,我國煤層氣開發(fā)產(chǎn)量低、投資回收期長的特點顯然降低了煤層氣企業(yè)的投資熱情。政府有必要在煤層氣開發(fā)早期制定優(yōu)惠的產(chǎn)業(yè)政策,以平衡為全民共享的社會效益與具體企業(yè)回收其投資的經(jīng)濟效益之間的矛盾。
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[2]葉建平,范志強.我國煤層氣勘探開發(fā)利用技術(shù)進展[M].北京:地質(zhì)出版社,2006.
[3]李天星,趙慶波.肩負(fù)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展重任——訪中國石油股份公司廊坊分院煤層氣項目經(jīng)理部經(jīng)理趙慶波[J].中國石油企業(yè),2006(6):49-50.
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[6]蔡廷永.“國家隊”成為煤層氣研究生力軍[EB/OL].(2008-01-04)http://www.sinopecnews.com.cn/shzz/content/2008-01/04/content_468182.htm.
[7] 李靜.抓住機遇 加 快發(fā)展 煤 層氣[EB/OL].(2006-05-10)http://chanye.finance. sina. com. cn/zy/2006-05-10/287260.shtml.
[8]雪佛龍公司.http://www.chevron.com/.
[9]美國遠(yuǎn)東能源公司.http://www.fareastenergy.com/.