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21世纪的中国能源家族将增添一个新成员——煤层气。中央已经下定决心:为了中国,为了人类,中国将制服“瓦斯老虎”,化害为利,在10至15年内建成煤层气产业。
3月的北京,春风拂面。国务院正式批复,同意由煤炭工业部、 地质矿产部和中国石油天然气总公司联合组建中联煤层气有限责任公司,统一规划、管理全国煤层气资源的勘探、开发和生产。煤炭工业部前总工程师陈明和出任中联公司董事长兼总经理。这位在煤炭战线滚打摸爬几十年的专家在接受记者独家采访时兴奋地说,煤层气开发利用已经作为一个战略措施列入“九五”计划和2010年远景规划,煤层气开发利用成套技术、装备,也已作为重点项目列入国家科技攻关计划。这就是说,在中国,煤层气开发利用这一崭新的事业已经正式启动。
变害为利——煤层气既是人类生存和煤矿安全的祸害,又是清洁的能源
煤层气,俗称“煤矿瓦斯”,是煤在形成过程中生成并赋存于煤层和煤系地层中的一种天然气。同石油天然气即常规天然气一样,煤层气的基本成份是甲烷。甲烷是一种捷径的燃料,一千立方米甲烷发热量相当于一吨石油。现在准备开采的常规天然气,可采总量高达上万亿立方米。同样是甲烷的煤层气,由于技术原因,一直到最近十几年才在美国等发达国家得到初步开发利用。在既是发展中国家、又是世界头号产煤大国的中国,煤层气一直作为危害煤矿安全的气体向大气中排放。据联合国的调查报告,中国采煤过程中排放的甲烷量每年为194 亿立方米(今后还将随煤炭产量增加逐步递增),占全球采煤排放甲烷总量的1 /3。甲烷的温室效应大约是二氧化碳的20倍以上,对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍。陈明和对记者说, 向大气排放如此大量的煤层气势必污染全球环境,加剧全球温室效应。中国采煤排放甲烷问题,已经引起了国际社会的注意。
194亿立方米煤层气白白排放掉, 对于中国是难以忍受的能源浪费——须知中国常规天然气产量,每年也只是大约200亿立方米。 中国现代化的建设正面临能源紧缺的挑战,人均能源消费仅相当于世界平均均值的47%。同发达国家更是无法相比,比如说,只相当于日本人均能源消费的16%,澳大利亚的11%。此外,中国能源严重不合理,煤炭占一次性能源消费的75%,洁净能源消费比重仅占2%。 而世界一次性能源生产构成中,天然气占25%,消费构成中占22%。陈明和说,为了21世纪中国经济的发展,中国呼唤煤层气。
煤层气,就是俗称的令人谈虎色变的“煤矿瓦斯”,不少矿工干脆称它为“瓦斯老虎”。这“瓦斯老虎”脾气暴烈,人类开发利用煤炭资源以来,瓦斯爆炸曾导致过无数起矿毁人亡的惨剧。在中国国有重点煤矿中,事故仍频繁发生,1950至1990 年, 中国发生煤矿瓦斯突发事故15000起,占世界同期瓦斯突发事故总数的40%。 这些数字意味着每年有数百名中国矿工在瓦斯爆炸中丧生;价值十几亿元的财产化为灰烬。在谈到这些情况时,陈明和提高了嗓音:“且不说经济效益,仅仅是为了几百条生命,我们也得制服这瓦斯老虎!”
在人类即将进入21世纪的今天,世界各主要产煤国越来越重视开发利用煤层气这一新能源。1992年,德国鲁尔煤炭公司、鲁尔煤气公司和美国康纳科公司组成煤层气集团,着手启用新的地面钻井技术开发鲁尔煤田的煤层气资源。在波兰、俄罗斯、乌克兰、澳大利亚,煤层气开发利用也已起步。尤其值得一提的是最近十几年中美国煤层气产业迅速崛起,产量从1983年的1.3亿立方米猛增到1994年的215亿立方米,超过了同年中国常规天然气的产量。用陈明和的话说,煤层气的开发利用,正在成为世界能源开发的新潮流,作为世界头号产煤国的中国没有理由置身于这一潮流之外。
中国煤层气事业起步虽晚,但前景广阔。国际社会关注中国煤层气事业
同发达国家相比,中国在煤层气资源开发利用方面的确落后了。目前,全国有110个煤矿在井下抽放煤气, 不过那主要是一种煤矿安全措施,平均抽出率仅为16.5%,无法形成商业化生产规模。近几年中,全国煤矿煤层气年抽放量仅为5.3亿至5.6亿立方米,其中利用量为4 亿立方米,主要作为福利待遇用于煤矿职工家庭炊事。美国的经验证明,煤层气商业化生产,主要要靠常规油气井即地面钻井开采。这是一项十分复杂的技术,这项技术的启用,在中国仍处于试验阶段。如果把中国煤层气事业比作一架飞机,可以说这架“飞机”的发动机刚刚起动、试车。
但是,中国的天空实在太广阔了,“飞机”一旦起飞,前景未可估量。据陈明和介绍,中国煤炭保有储量在1万亿吨左右, 其中烟煤和无烟煤占总储量80%以上。烟煤和无烟煤中都赋存有可开发的煤层气,即使在低变质的部分褐煤中也有可开发的煤层气。据初步估计,中国拥有埋深2000米以内的煤层气储量35万亿立方米,为美国的3倍; 其中有开采价值的约12.5万亿立方米。这些数字的具体含义是什么呢?打这样一个比方:日本每年从中东进口天然气500亿立方米; 假设中国天然气的开采量也是500亿立方米,按这个速度, 中国煤层气资源至少可供开采250年。
中国煤田地质普查工作已基本完成,在地质详查、精查阶段,对相当一部分煤层的瓦斯赋存做了比较深入的工作。这就是说,中国已经积累了大量关于煤层气的地质资料,在许多矿区无需投入新的工作量,仅凭现有资料就可以对煤层气储量、赋存状态、开发前景等等作出初步评价,这对确定煤层气最佳开发区十分有利。具体地说,可开采煤层气储量初步确定为1000亿立方米以上的矿区便有阳泉、离柳、淮南、准北、韩城、盘江等7个。可开采煤层气在100亿至数百亿立方米的矿区共19个,从北往南数包括鹤壁(黑龙江)、铁法(辽宁)、开滦(河北)、焦作(河南)、松藻(四川)等等,可以说遍布大半个中国。
中国煤矿井下抽放煤层气尽管过去只是作为一个安全措施,但为大规模抽放、利用煤层气提供了可贵的经验。在过去20年中,煤炭部曾在抚顺、焦作、阳泉等矿区先后打过40多个地面瓦斯孔,在一些钻孔中还采用了压裂抽气等措施开采煤层气。尽管这也是安全措施,却也取得了一些成果,也为煤层气商业开发积累了资料和经验。
中国煤层气开发,得到了国际社会的支持。1992年,联合国开发计划署向中国提供1000万美元专款,资助中国煤层气开发项目,包括中国煤层气资源评估和开滦、铁法、松藻开发试验共4个子项目。 这些子项目进展顺利,可望于今年全部完成。陈明和特别指出,晋城、铁法、河东煤田都取得了每口井日产煤层气上千立方米的经验,有的井口产煤层气高达6000至7000立方米。这说明中国煤层气开发尽管仍属试验阶段,但商业性应用的前景已经出现。
中国丰富的煤层气资源,还引起了国际同行的关注。美国安然公司、西方石油公司、阿莫科公司、德士古公司、美中能源公司和澳大利亚路伟文公司、BHP公司等等都已涉足中国煤层气开发。目前, 中外合作煤层气项目已达20余个。1995年2月, 中国煤炭工业部与美国能源部签订了“化石能研究与开发议定书”,双方就煤层气回收与利用领域合作的有关问题达成了协议。此外,在美国环保署资助下,中国煤炭部成立了煤层气信息中心。陈明和兴奋地说,这是一个良好的开端,对于中国在发展煤层气事业中引进资金和先进技术非常有利。
先易后难、滚动发展,中国煤层气事业发展规划切实可靠
陈明和认为,在诸多有利条件中,最重要的是党中央、国务院对煤层气事业倾注了极大的关怀。江泽民主席曾亲自听取有关煤层气开发利用工作的汇报。1994年,李鹏总理指示:“我国煤层气事业要有一个大的突破。”邹家华副总理更是亲自到美国了解煤层气事业的发展的经验。国务院决定由煤炭部、地矿部、中国石油天然气总公司联合组建中联公司,就是为了促成它们优势互补,共同开创煤层气这一全新的事业。
在煤炭工业部一间简朴的办公室中,陈明和董事长兼总经理向我们展示了中国煤层气事业的近期、远期发展目标。归纳起来说,是在5 至10年内投资10至15亿元,力争本世纪末在2至3个矿区形成煤层气工业生产规模,年产煤层气10亿立方米。在这个基础上,再经过10年努力,到2010年全国煤层气年产量将达到100亿立方米, 成为中国能源工业中一个举足轻重的组成部分。陈明和对记者说,中国一次性能源构成以煤炭为主的总格局,至少在50至75年内不会发生重大变化。随着煤炭生产逐年增加,中国将最终建成具有中国特色的一整套集教育、科研、勘探、开发、生产、利用为一体的新型煤层气工业。
那么,今后5年中首批建成的中国煤层气生产基地在哪里呢? 陈明和对记者说,根据现有资料,河东煤田和沁水煤田最有希望。河东煤田顾名思义在黄河东岸,北起河曲,南至河津,东至延兴、柳林,面积为16900平方公里,预测煤炭储量1181亿吨。沁水煤田面积29480平方公里,预测煤炭储量1515亿吨。这两个大煤田不仅煤层气储量丰富,而且地质条件优越,煤层气易于开采。此外,这两大煤田靠近西安、太原等工业中心,煤层气销路不成问题。国家正在兴建从延安到天津的石油天然气管道,恰好与这两大煤田靠近,这也为它们的煤层气开发创造了有利条件。陈明和解释说,石油天然气输送管道无需改造便能于煤层气输送。根据国家统一规划,延安至天津的输气管道已经为每年输送10亿立方米煤层气留了接口。
这就是中国煤层气事业发展规划的概要。它的总方针是“先易后难,滚动发展”,就是说条件最有利、煤层气最有市场的地方先走一步,积累资金和经验,逐步推广,最后形成全国煤层气生产、输送、销售、利用网络。陈明和说,这是一个切实可行的规划,只要脚踏实地干下去,煤层气开发利用这一全新的事业,定会有光辉的前景。