【文章內容簡介】 研究 ? 世界 LNG工業(yè)史和近年國外小型 LNG工業(yè)實踐的經(jīng)驗說明， LNG工業(yè)的發(fā)展不能只靠科學技術的開發(fā)， LNG工業(yè)涉及國有資產(chǎn)、能源、環(huán)保、安全等問題，有其自身特殊的社會經(jīng)濟學特征。經(jīng)濟政策與科學技術的強耦合關系要求政府和社會的合作與支持。法規(guī)的立法。 三、煤層氣液化 煤層氣液化 涉及的有關課題包括 ： ? (1) 研究煤層氣液化技術的工業(yè)經(jīng)濟學課題； ? (2) 研究國家和地方的氣源價格政策和氣源租賃合同政策； ? (3) 研究煤層氣工業(yè)的環(huán)保優(yōu)惠政策和高科技企業(yè)退稅政策； ? (4) 研究煤層氣工業(yè)鏈的結構和探索上中下游的合作模式； ? (5) 研究煤層氣工業(yè)投資與貸款政策； ? (6) 移植國外 LNG相關標準，推動中國 LNG工業(yè)法規(guī)的立法。 三、煤層氣液化 ? 2023年以來，隨著低溫深冷技術的成熟和發(fā)展，美國等西方發(fā)達國家針對煤層氣的特點也相繼研發(fā)了小型液化系統(tǒng)，綜合開發(fā)和利用煤礦瓦斯。 ? 美國近兩年已經(jīng)研制成功液化氣量在 4－40m3/d 的天然氣液化系統(tǒng)，并大力推廣這項新技術。 ? 近來，個別美國和日本公司已經(jīng)開始針對中國瓦斯礦難問題，極力向中國推銷小型天然氣液化設備。 三、煤層氣液化 ? 我國哈工大低溫與超導技術研究所 (國家“ 985規(guī)劃”建設中的國家重點實驗室 )設計和建造日產(chǎn) 20 m3液化天然氣全尺寸的工業(yè)實驗平臺，投資 1000萬元；2023年初已完成工業(yè)實驗平臺的工程設計， 2023年8月底完成煤層氣液化技術實驗中心的建設。 ? 該系統(tǒng)包括天然氣凈化、液化、貯存三個部分，全部采用可移動的撬裝式模塊化結構，可在不同氣源地重復安裝使用；該系統(tǒng)移植了現(xiàn)代大科學工程中使用的遠程全自動監(jiān)控與測試技術；液化流程和工藝過程經(jīng)大型計算機數(shù)值模擬，可針對具體氣源條件進行快速優(yōu)化設計。 三、煤層氣液化 山西港華煤層氣液化項目 ： ? 處于商業(yè)化示范階段 ? 用地面開發(fā)的煤層氣 ? 管道運輸比較經(jīng)濟性好 ? CH4濃度 92%以上 ? 一期 25萬 m3/d，己投產(chǎn) ? 二期 57萬 m3/d，正在建設中 ? 液化裝置全部國產(chǎn)化 。 陽泉含氧煤層氣液化項目 ： ? 處于工業(yè)試驗階段 ? 適用濃度： CH4濃度在 30%以上 ? 日產(chǎn)量：目前 ? 運行情況：經(jīng)過一年連續(xù)開機試驗，運行平穩(wěn)。 四、煤層氣濃縮富集 四、煤層氣濃縮富集 脫氮最為復雜，難度最大，可采取的核心分離技術有 ： 低溫精餾分離 —在大規(guī)模分離煤層氣 (1Mm3/d)時才具有商業(yè)價值，適宜于 CH4濃度在 30%以上。 變壓吸附 (PSA)—目前處于工業(yè)性示范研究 膜分離技術 ——離工業(yè)化還有差距 存在問題 ： 低溫精餾法在工業(yè)上獲得成功應用，但恢工藝復雜，設備投資大，高，不適于中小型煤礦。 變壓吸附 (PSA)技術，開發(fā)合適的吸附劑，以降低成本。 煤層氣產(chǎn)業(yè)化 ? 國際經(jīng)驗表明，由于煤層氣項目前期投入較大，煤層氣產(chǎn)業(yè)在起步階段需要政府的支持和扶持。中國煤層氣產(chǎn)業(yè)目前尚處于初級發(fā)展階段，應該在融資、稅收、價格、科研投入、資金引進等方面建立適當?shù)膬?yōu)惠政策，吸引商業(yè)資金和民間資金進入煤層氣工業(yè)領域。由于煤層氣產(chǎn)業(yè)的公共社會性質，如保障能源供給，減少環(huán)境污染和降低采煤死亡率等等，政府應投入部分資金補貼或參股，以減少民間投資的風險 。 煤層氣產(chǎn)業(yè)化 國際經(jīng)驗還表明。沒有良好的法制環(huán)境，煤層氣產(chǎn)業(yè)很難得到長期快速穩(wěn)定的發(fā)展。鑒于目前普遍存在對煤層氣開發(fā)利用價值認識不足的情況，中國應考慮從法律角度硬性規(guī)定，具有一定規(guī)模的煤礦必須合理開發(fā)利用煤層氣，同時還要修改環(huán)保法規(guī)，強化對煤層氣排放的限制。根據(jù)“京都議定書”的“清潔發(fā)展機制（ CDM）”框架，溫室氣體減排額可以進行買賣。中國應充分利用這一機制，向專門的國際基金出售溫室氣體減排量。這不僅解決煤礦安全問題，還可以降低投資成本。 煤層氣產(chǎn)業(yè)化 ? 根據(jù)聯(lián)合國的調查報告， 中國煤礦在開采過程中每年向大氣排放的甲烷量達 194億 m3，約占世界采煤排放甲烷總量的三分之一，引起國際社會的嚴重關注。若用 1億 m3煤層氣代替煤作燃料，不僅可以大大減少大氣中甲烷的含量，而且可以節(jié)省 30萬噸煤，少排放 CO2和 。 ? 主要利用技術匯總 名稱 技術特點 發(fā)展階段 發(fā)展與應用水平 經(jīng)濟性 用途 所需濃度 效率 國外 國內 投資 成本 內燃機 發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn) 6%，對穩(wěn)定性要求不高 32~ 43% 商業(yè)化 已形成多種型號裝備，發(fā)達國家煤礦多有應用，如澳 APPIN礦等 國產(chǎn)設備為主，多省市應用 5000~ 5500元 /kw 燃氣 輪機 發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn) 40%，對穩(wěn)定性要求高 30~ 40% 商業(yè)化 技術較成熟，最大裝機容量已達325MW 晉城、靖遠、六枝等應用單機 2MW 5500元 /kw 瓦斯 鍋爐 民用、 工業(yè) 30~40%，對穩(wěn)定性要求高 示范階段 各產(chǎn)煤國多有應用 煤礦多有應用 很少 約 元 /m3 蒸汽機 發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn) 30%，對穩(wěn)定性要求高 30~ 40% 示范階段 因效率低，少有應用 新建已不用 較多 液化 技術 將甲烷從瓦斯中分離并液化 35% % 示范階段 尚無含氧煤層氣分離液化技術的成功范例 晉城、陽泉示范應用 較多 變壓吸附、深冷分離、凈化富集等技術 富集凈化，提高濃度后發(fā)電、輸入天然氣管道 50%， 濃度太低，經(jīng)濟性較差 凈化效率高達98% 示范階段 美、德使用變壓吸附技術處理天然氣或城市煤氣，規(guī)檄達 33萬Nm3/d 西南化工研究院等有成熟變壓吸附技術與裝各 24000~ 27000 元 /萬 m3 (天然氣 ) 五、礦井回風瓦斯的利用 五、礦井回風瓦斯的利用 處于研究示范階段、技術不成熟、成本高。 示范工程 撫順礦井乏風與抽采瓦斯混合發(fā)電 ? 利用瓦斯 3400Nm3/h（濃度 30%） ? 用乏風 22600Nm3/h， ? 裝機 3500kW ? 發(fā)電 3000萬 kWh ? 回收余熱 17800m3/h(溫度 360oC) 五、礦井回風瓦斯的利用 示范工程 鄭煤告成礦引進瑞典的風排瓦斯凈化裝置 采用低濃度瓦斯?jié)袷捷斔拖到y(tǒng)，利用礦區(qū)的 CMM與 VAM混合氣氧化加熱，該項目投入運行后，每年可消耗瓦斯 150萬 m3以上，提供40萬 m340℃ 生活熱水，但無經(jīng)濟性。 低濃度瓦斯氧化裝置主要技術參數(shù) 氧化系數(shù)： 97%； 工作溫度： 900~1000 ℃ ； 最低允許瓦斯?jié)舛?%； 最高允許瓦斯?jié)舛?%； 回風氣體溫度 10~40 ℃ ； 處理氣體能力： 60000 Nm3/h。 氧化器外形尺寸：長 10775mm寬 4400mm高 3000mm； 氧化器重量： 65000kg。 五、礦井回風瓦斯的利用 示范工程 勝動煤礦乏風甲烷氧化裝置 阜新某煤礦擬安裝 10臺 6萬 m3/h的風氧化裝置，利用乏風濃度為 0， 6%， 10臺每小時可氧化純CH43600m3(相當于減排 50t—氧化），能替代 1臺 15t/h的蒸汽蒸汽鍋爐， 1天可節(jié)煤 72t。 五、礦井回風瓦斯的利用 示范工程 鄭煤告成礦引進瑞典的風排瓦斯凈化裝置 采用低濃度瓦斯?jié)袷捷斔拖到y(tǒng)，利用礦區(qū)的 CMM與 VAM混合氣氧化加熱，該項目投入運行后，每年可消耗瓦斯 150萬 m3以上，提供40萬 m340℃ 生活熱水，但無經(jīng)濟性。 低濃度瓦斯氧化裝置主要技術參數(shù) 氧化系數(shù)： 97%； 工作溫度： 900~1000 ℃ ； 最低允許瓦斯?jié)舛?%； 最高允許瓦斯?jié)舛?%； 回風氣體溫度 10~40 ℃ ； 處理氣體能力： 60000 Nm3/h。 氧化器外形尺寸：長 10775mm寬 4400mm高 3000mm； 氧化器重量： 65000kg。 五、礦井回風瓦斯的利用 ? 摘要 : ? 據(jù)美國環(huán)保局估計， 2023年，全球通風甲烷的排放量超過 160億 m3，相當于 CO2。其中中國煤礦的排放量 65億 m3。從通風中排出的甲烷是稀釋過的，其濃度不超過 1%。這種濃度的甲烷，按常規(guī)的甲烷利用方式在技術上是行不通的。 ? 美國環(huán)保局等已經(jīng)找到一些利用通風甲烷的可行性技術，其中，最突出的方法是氣流逆向反應，它的特點是反應器中的高溫可以使稀釋過的甲烷氣流自燃。 2023年世界煤礦通風甲烷排放量 國家 甲烷排放量 億 m3 占世界總量比 % 通風甲烷排放量億 m3 通風甲烷 CO2當量 百萬 t CO2當量比 % 中國 191 65 美國 61 25 南非 28 4 俄羅斯 22 6 烏克蘭 20 20 澳大利亞 14 6 波蘭 10 3 德國 10 1 印度 8 3 4 英國 4 2 哈薩克 4 3 捷克 4 2 墨西哥 2 1 小計 378 141 100 世界總量 434 100 162 各種回風甲烷利用技術比較 技術方法 適用性 回風甲烷作為輔助燃料 0—1%CH4， 其通風甲烷距大型燃煤或燃氣電廠較近 氣流逆向反應器 —1%CH4， 用于燃燒或發(fā)電 低品位低燃料氣輪機 1%CH4， 電價適宜 回風甲烷和煤混合燃燒爐 0—1%CH4， 并有可用的劣質煤 瓦斯?jié)饪s器 —1%CH4， 低品位低燃料氣輪機并電價適宜； —1。 5%CH4,高品位低燃料氣輪機 利用回風甲烷生產(chǎn)蛋白質 1%CH4,在評估中 中國煤礦回風甲烷利用成本分析 ? 美國環(huán)保局研究估計，中國煤礦回風甲烷氧化及發(fā)電市場前景廣闊而且成本低廉。通風甲烷排放量 tCO2當量。中小型礦井的平均風量 3000m3/min，大和特大型礦井的風量 15000m3/min，風量的大小可能影響工程規(guī)模的設計。如果采用的