青龙煤矿瓦斯利用 预可研报告

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1 青 龙 煤 矿 瓦 斯 利 用 预 可 研 报 告 贵 州 省 环 境 保 护 国 际 合 作 中 心 2011 年 12 月 美 国 环 保 署 资 助 合 作 协 议 号 :#XA

2 目 录 1 执 行 摘 要 项 目 概 览 预 可 行 性 研 究 背 景 拟 议 项 目 的 地 点 和 一 般 说 明 项 目 主 办 者 背 景 与 财 务 状 况 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 与 煤 层 气 资 源 开 采 煤 矿 的 地 质 环 境 地 形 特 征 地 质 构 造 褶 曲 和 断 层 煤 炭 与 煤 层 气 资 源 与 储 量 煤 炭 禀 赋 煤 层 气 赋 存 气 源 分 析 瓦 斯 抽 放 和 利 用 现 状 贵 州 能 源 生 产 和 消 费 能 源 生 产 能 源 消 费 贵 州 煤 炭 市 场 概 览 贵 州 省 煤 炭 消 费 及 需 求 预 测 贵 州 煤 炭 供 需 平 衡 分 析 青 龙 煤 矿 的 区 域 煤 炭 市 场 贵 州 燃 气 市 场 燃 气 消 费 燃 气 需 求 预 测 燃 气 供 应 电 力 市 场 贵 州 电 力 市 场 现 状 贵 州 电 力 市 场 预 测 贵 州 电 力 调 度 和 定 价 煤 矿 瓦 斯 发 电 厂 的 市 场 潜 力 瓦 斯 利 用 的 技 术 方 案 利 用 方 式 概 览 瓦 斯 利 用 和 减 排 的 技 术 方 案 : 中 国 的 探 索 和 实 践 煤 矿 瓦 斯 发 电 瓦 斯 提 纯 压 缩 液 化 瓦 斯 浓 缩 提 纯 瓦 斯 利 用 方 案 的 初 评 估 标 准 财 务 效 益 评 价 社 会 效 益 评 价 / 61

3 5.3.3 减 排 和 环 境 效 益 评 价 障 碍 分 析 发 电 和 电 力 销 售 方 案 技 术 和 部 署 方 案 项 目 财 务 分 析 参 数 输 入 和 假 设 条 件 预 测 结 果 不 确 定 性 分 析 运 营 风 险 分 析 小 结 煤 矿 瓦 斯 提 纯 生 产 CNG 技 术 和 部 署 方 案 财 务 分 析 参 数 和 假 设 条 件 预 测 结 果 不 确 定 性 分 析 风 险 因 素 与 应 对 措 施 小 结 终 端 利 用 方 案 选 择 的 比 较 财 务 效 益 比 较 投 资 比 较 财 务 不 确 定 性 比 较 运 营 风 险 比 较 减 排 效 益 比 较 社 会 经 济 效 益 比 较 结 语 / 61

4 表 目 录 表 格 1 青 龙 煤 矿 年 度 进 尺 瓦 斯 抽 放 量 瓦 斯 发 电 利 用 量 统 计... 7 表 格 2 备 选 方 案 财 务 敏 感 性 比 较 分 析 表 格 3 备 选 方 案 风 险 因 素 总 数 和 评 级 比 较 表 格 4 青 龙 井 田 主 要 煤 层 特 征 表 表 格 5 青 龙 矿 井 瓦 斯 储 量 及 可 开 发 量 表 表 格 6 首 采 区 钻 孔 瓦 斯 含 量 值 统 计 表 表 格 7 采 区 各 综 采 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 汇 总 表 表 格 8 采 区 各 综 掘 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 汇 总 表 表 格 9 达 产 时 矿 井 瓦 斯 涌 出 量 预 计 表 格 10 后 期 矿 井 瓦 斯 涌 出 量 预 计 表 格 11 青 龙 煤 矿 瓦 斯 气 体 成 分 分 析 表 表 格 12 青 龙 煤 矿 年 度 进 尺 瓦 斯 抽 放 量 瓦 斯 发 电 利 用 量 统 计 表 格 13 十 二 五 贵 州 省 煤 炭 需 求 量 预 测 表 ( 单 位 : 万 吨 ) 表 格 14 贵 州 省 现 有 煤 炭 生 产 能 力 及 产 量 预 测 表 格 15 贵 州 省 煤 炭 供 需 平 衡 现 状 及 预 测 表 格 年 贵 州 省 用 气 人 口 表 表 格 17 贵 州 十 二 五 期 间 燃 气 用 气 量 需 求 预 测 表 格 18 贵 州 省 汽 车 用 户 用 气 量 预 测 表 表 格 19 贵 州 电 网 统 调 机 组 装 机 容 量 情 况 表 ( 单 位 : 万 千 瓦 ) 表 格 20 煤 矿 瓦 斯 利 用 方 式 的 比 较 表 格 21 液 化 煤 层 气 和 压 缩 煤 层 气 生 产 供 气 流 程 比 较 表 格 22 主 要 车 用 燃 料 比 较 ( 以 贵 州 为 背 景 ) 表 格 23 低 浓 度 瓦 斯 提 纯 方 式 方 法 比 较 表 格 24 备 选 利 用 方 案 的 障 碍 分 析 表 格 25 气 量 平 衡 表 表 格 26 瓦 斯 发 电 方 案 的 财 务 分 析 : 主 要 数 据 及 参 数 表 格 27 瓦 斯 发 电 方 案 财 务 分 析 结 果 汇 总 表 表 格 28 瓦 斯 发 电 方 案 不 确 定 性 分 析 表 格 29 风 险 因 素 与 应 对 措 施 表 格 30 瓦 斯 制 CNG 方 案 的 财 务 分 析 : 主 要 数 据 及 参 数 表 格 31 财 务 评 价 主 要 指 标 表 格 32 瓦 斯 制 CNG 方 案 财 务 不 确 定 性 分 析 表 格 33 瓦 斯 制 CNG 方 案 运 营 风 险 因 素 与 应 对 措 施 表 格 34 瓦 斯 发 电 和 制 气 方 案 的 投 资 效 益 的 财 务 指 标 对 比 表 格 35 备 选 方 案 财 务 敏 感 性 比 较 分 析 表 格 36 备 选 方 案 风 险 因 素 总 数 和 评 级 / 61

5 图 目 录 图 表 1 青 龙 矿 的 地 理 位 置 图 表 2 贵 州 能 化 有 限 公 司 的 控 股 结 构 和 下 属 煤 矿 图 表 3 贵 州 省 2005~2009 能 源 生 产 量 构 成 图 图 表 4 贵 州 省 能 源 生 产 量 构 成 比 例 示 意 图 图 表 5 贵 州 省 能 源 终 端 消 费 构 成 图 ( 万 吨 标 煤 ) 图 表 6 贵 州 省 能 源 终 端 消 费 构 成 比 例 示 意 图 图 表 7 贵 州 省 2009 年 各 行 业 能 源 消 费 比 例 示 意 图 图 表 年 贵 州 省 用 气 量 预 测 分 析 图 图 表 年 贵 州 省 用 气 量 预 测 分 析 图 图 表 10 贵 州 省 近 几 年 发 电 量 一 览 图 表 11 贵 州 省 西 电 东 送 电 量 图 表 12 贵 州 省 电 力 需 求 预 测 图 表 13 贵 州 低 浓 度 瓦 斯 发 电 所 采 用 的 典 型 工 艺 路 线 图 表 14 CNG/CNG, LNG/LNG 汽 车 燃 料 供 应 系 统 图 示 / 61

6 1 执 行 摘 要 本 项 目 受 美 国 环 保 局 资 助, 由 贵 州 省 环 保 国 际 合 作 中 心 执 行, 为 青 龙 煤 矿 编 制 煤 矿 瓦 斯 利 用 的 预 可 行 性 研 究 报 告, 以 促 进 其 对 煤 矿 瓦 斯 资 源 进 行 充 分 利 用, 减 少 甲 烷 的 排 放 青 龙 矿 井 所 在 的 谷 里 镇, 位 于 贵 州 省 西 北 部 毕 节 地 区 的 黔 西 县 城 东 部 该 井 田 的 交 通 运 输 比 较 方 便, 距 离 黔 西 县 城 仅 14 公 里 青 龙 煤 矿 煤 炭 地 质 储 量 为 万 吨, 可 采 储 量 万 吨, 设 计 生 产 能 力 为 120 万 吨 / 年 该 矿 属 于 高 瓦 斯 矿 井, 瓦 斯 资 源 较 为 丰 富, 储 量 约 为 28.5 亿 m 3, 可 抽 放 瓦 斯 量 约 为 13.4 亿 m 3 矿 井 瓦 斯 抽 放 站 安 装 了 两 套 地 面 永 久 抽 放 系 统, 共 配 有 四 台 抽 放 泵 2009 年 瓦 斯 抽 放 量 为 万 m 3, 瓦 斯 发 电 利 用 万 m 3, 剩 余 量 为 万 m 年 抽 放 量 累 计 1622 万 m 3, 瓦 斯 发 电 仅 利 用 约 511 万 m 3, 仍 有 超 过 1100 万 m 3 没 有 利 用 针 对 不 断 增 加 的 富 余 瓦 斯, 本 项 目 研 究 和 比 较 了 两 个 瓦 斯 利 用 的 方 案 : 发 电 方 案, 和 瓦 斯 提 纯 制 备 CNG 方 案 煤 矿 背 景 青 龙 煤 矿 是 山 东 兖 矿 集 团 在 贵 州 控 股 开 发 建 设 的 第 一 座 大 型 现 代 化 矿 井, 由 其 控 股 的 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 ( 简 称 兖 州 贵 化, 下 同 ) 的 下 属 企 业 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 开 发 建 设 兖 矿 贵 化 是 兖 矿 集 团 于 2002 年 率 先 举 资 入 黔 参 与 大 煤 保 大 电 后 在 贵 州 设 立 的 子 公 司, 由 兖 矿 集 团 绝 对 控 股 2010 年 7 月, 兖 矿 集 团 引 入 中 国 煤 矿 ( 海 外 ) 集 团 成 为 兖 矿 贵 化 有 限 公 司 的 战 略 投 资 者 青 龙 煤 矿 由 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 直 接 开 发 建 设 该 股 份 公 司 成 立 于 2004 年 1 月, 由 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 贵 州 中 水 能 源 发 展 有 限 公 司 贵 州 青 龙 实 业 有 限 公 司 和 贵 州 黔 西 县 黔 发 煤 电 投 资 公 司 共 同 组 建, 出 资 比 例 分 别 为 47% 30% 18% 5% 煤 矿 的 地 质 环 境 和 资 源 开 采 青 龙 井 田 的 地 形 简 单, 地 势 相 对 较 平 坦 井 田 内 地 势 总 趋 势 呈 南 东 高 北 西 低 青 龙 矿 位 于 黔 西 煤 田 矿 井 田 范 围 内 共 有 15 个 含 煤 地 层, 其 中 可 采 或 局 部 可 采 煤 层 有 6 层, 从 上 到 下 分 别 为 M2 M3 M9 M16 M17 及 M18 其 中,M16 M18 为 主 要 可 采 煤 层,M17 为 部 分 可 采 煤 层,M2 M3 M9 等 煤 层 则 为 局 部 可 采 煤 层 在 主 要 含 煤 地 层 中, 煤 层 总 厚 度 为 2.44~22.26m, 平 均 8.90m, 含 煤 系 数 10.1% 青 龙 煤 矿 瓦 斯 资 源 较 为 丰 富, 瓦 斯 储 量 约 为 28.5 亿 m 3, 可 开 发 利 用 瓦 斯 量 约 为 13.4 亿 m 3 预 测 结 果 显 示, 青 龙 矿 达 产 时 的 矿 井 瓦 斯 相 对 涌 出 量 为 16.36m 3 /t, 绝 对 涌 出 量 为 m 3 /min 根 据 实 际 的 抽 采 数 据, 目 前 的 绝 对 涌 出 量 约 为 m 3 /min 高 负 压 瓦 斯 抽 放 系 统 的 瓦 斯 抽 放 浓 度 长 期 保 持 在 24~30% 范 围, 瓦 斯 抽 放 纯 流 量 在 18~20m 3 /min(100% 的 纯 瓦 斯 ) 低 负 压 瓦 斯 抽 放 系 统 的 瓦 斯 抽 放 浓 度 长 期 保 持 在 8~10% 范 围, 瓦 斯 抽 放 纯 流 量 在 12~ 15m 3 /min(100% 的 纯 瓦 斯 ) 随 着 对 抽 放 系 统 及 井 下 打 钻 连 抽 的 工 艺 不 断 改 进, 矿 井 瓦 斯 抽 放 率 将 逐 渐 升 高, 可 抽 出 瓦 斯 量 将 不 断 增 大, 这 为 矿 井 瓦 斯 开 发 利 用 提 供 了 充 足 的 资 源 条 件 青 龙 煤 矿 现 有 3400KW 装 机 容 量 的 瓦 斯 发 电 厂, 机 组 分 别 为 4 台 500KW( 低 浓 度 机 组 ) 2 台 700KW( 高 浓 度 机 组 ) 青 龙 煤 矿 瓦 斯 抽 采 和 利 用 的 情 况 见 下 表 6 / 61

7 表 格 1 青 龙 煤 矿 年 度 进 尺 瓦 斯 抽 放 量 瓦 斯 发 电 利 用 量 统 计 年 份 采 煤 量 ( 吨 ) 钻 场 个 数 ( 个 ) 钻 孔 个 数 ( 个 ) 进 尺 (m) 抽 放 量 ( 万 m 3 ) 高 负 压 低 负 压 合 计 2004 年 年 发 电 量 ( 万 度 ) 2006 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 瓦 斯 利 用 量 ( 万 m 3 ) 注 : 年 为 预 测 量 贵 州 煤 炭 市 场 概 况 从 2000 年 到 2010 年, 贵 州 省 的 原 煤 产 量 从 3025 万 吨 提 高 到 1.5 亿 吨, 但 仍 不 能 满 足 本 省 和 相 邻 省 份 对 黔 煤 ( 特 别 是 电 煤 ) 的 需 求 2009 年 贵 州 煤 炭 消 费 总 量 为 万 吨, 其 中 电 力 行 业 所 占 比 重 最 大, 为 35.5% 电 煤 供 应 趋 紧 一 直 是 贵 州 煤 炭 行 业 的 突 出 问 题 十 二 五 期 间, 电 煤 仍 是 未 来 贵 州 煤 炭 需 求 增 长 的 重 要 因 素, 而 新 型 煤 化 工 发 展 是 未 来 煤 炭 需 求 重 要 的 增 长 点 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 主 要 供 给 位 于 黔 西 县 的 黔 西 电 厂, 距 离 煤 矿 19 公 里, 装 机 容 量 为 120 万 千 瓦 (4 x 300 MW), 于 2006 年 年 底 建 成, 年 消 耗 电 煤 300 万 吨 除 了 附 近 的 黔 西 电 厂 以 外, 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 销 售 市 场 还 包 括 位 于 大 方 县 的 大 方 电 厂, 该 电 厂 距 煤 矿 约 70 公 里 大 方 电 厂 一 期 发 电 装 机 容 量 为 120 万 千 瓦 (4 x 300 MW), 于 2007 年 11 月 建 成 投 产, 每 年 消 耗 无 烟 煤 300 万 吨 2010 年 12 月, 大 方 电 厂 二 期 2 660MW 超 临 界 燃 煤 机 组 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告 通 过 审 查, 预 计 2014 年 建 成 投 产 由 此 预 计 大 方 电 厂 的 电 煤 需 求 将 翻 倍 从 当 地 的 电 厂 需 求 来 看, 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 不 存 在 煤 炭 销 售 市 场 的 问 题, 价 格 将 是 主 要 的 市 场 因 素, 而 电 煤 的 价 格 主 要 由 政 府 所 决 定, 而 不 是 由 市 场 决 定 燃 气 市 场 与 全 国 相 比, 贵 州 省 的 城 镇 燃 气 发 展 明 显 滞 后 2010 年, 贵 州 燃 气 占 能 源 消 费 结 构 的 比 例 不 到 1.0%, 远 低 于 3.8% 的 全 国 平 均 值 目 前, 贵 州 燃 气 市 场 的 主 要 用 户 包 括 城 镇 居 民 商 业 和 公 建 用 户 工 业 用 户 燃 气 车 辆 用 户 根 据 贵 州 燃 气 集 团 的 规 划, 天 然 气 将 成 为 贵 州 燃 气 的 重 要 来 源 之 一, 天 然 气 将 来 自 中 缅 油 气 长 输 管 道 ( 预 计 2013 年 向 贵 州 供 气 ) 以 及 中 卫 - 贵 阳 输 气 管 道 ( 预 计 2012 年 向 贵 州 供 气 ) 预 计 2015 年 贵 州 省 长 输 管 道 天 然 气 供 应 量 达 到 17.5 亿 立 方 米 另 外, 贵 州 省 天 然 气 公 司 中 石 油 其 它 企 业 在 贵 州 供 应 的 液 化 天 然 气 量 每 年 约 有 3.76 亿 立 方 米, 压 缩 天 然 气 量 每 年 约 有 0.11 亿 立 方 米 其 它 燃 气 来 源 包 括 人 工 煤 气 液 化 石 油 气 等 预 计 2015 年 的 气 源 供 应 总 量 仅 亿 立 方 米, 而 全 省 燃 气 的 需 求 量 预 计 为 亿 立 方 米, 存 在 巨 大 缺 口 煤 矿 瓦 斯 如 果 能 提 纯 制 成 CNG/LNG, 必 能 在 一 定 区 域 内 作 为 天 然 气 的 重 要 补 充 气 源, 如 果 价 格 有 竞 争 力, 贵 州 本 身 就 成 为 一 个 煤 矿 瓦 斯 的 巨 大 市 场 7 / 61

8 电 力 市 场 截 止 2010 年 末, 贵 州 电 网 统 调 发 电 装 机 总 容 量 万 千 瓦, 其 中 水 电 装 机 万 千 瓦, 占 总 装 机 的 37%, 火 电 装 机 万 千 瓦, 占 总 装 机 的 63% 煤 矿 瓦 斯 发 电 在 贵 州 的 电 力 市 场 中 的 份 额 可 以 忽 略 不 计, 除 了 满 足 煤 矿 自 用 以 外, 销 售 多 余 电 量 给 电 网 公 司 是 唯 一 的 选 择, 而 电 网 接 收 瓦 斯 电 站 的 电 价 则 是 决 定 瓦 斯 电 站 规 模 的 关 键 因 素 如 果 按 照 中 国 鼓 励 瓦 斯 发 电 的 政 策 执 行, 瓦 斯 电 厂 的 经 济 效 益 是 很 可 观 的, 煤 矿 会 有 足 够 的 积 极 性 来 充 分 利 用 瓦 斯 发 电 但 是 很 遗 憾, 目 前 已 知 贵 州 仅 有 一 个 瓦 斯 电 厂 ( 盘 县 红 果 煤 矿 瓦 斯 发 电 厂 ) 获 得 了 贵 州 省 物 价 局 对 其 发 电 上 网 电 价 的 核 准, 电 价 为 元 / 千 瓦 时 ( 黔 价 格 [2010]48 号 ), 比 2011 年 火 电 上 网 价 高 出 0.2 元 / 千 瓦 时 其 余 大 多 瓦 斯 电 站 在 设 计 之 初 就 仅 以 满 足 煤 矿 自 用 电 为 目 的, 并 没 有 考 虑 发 电 上 网 这 个 实 际 情 况 造 成 煤 矿 有 大 量 富 余 瓦 斯 不 能 得 到 充 分 利 用 造 成 这 个 现 象 的 主 要 原 因 如 下 : 国 家 发 改 委 文 件 ( 发 改 能 源 号 ) 中 规 定 : 高 于 当 地 脱 硫 燃 煤 机 组 标 杆 上 网 电 价 的 差 额 部 分, 通 过 提 高 煤 层 气 ( 煤 矿 瓦 斯 ) 电 厂 所 在 省 级 电 网 销 售 电 价 解 决, 但 迄 今 为 止 贵 州 省 仍 未 出 台 相 应 的 提 价 补 贴 办 法, 销 售 电 量 中 附 加 的 可 再 生 能 源 电 价 附 加 费 已 上 交 国 家, 目 前 煤 层 气 发 电 上 网 电 价 和 销 售 电 价 的 倒 挂 差 额 部 分 由 身 为 企 业 的 贵 州 电 网 公 司 承 担, 而 这 显 然 不 是 长 久 之 计, 而 且 会 影 响 贵 州 电 网 公 司 对 煤 层 气 上 网 发 电 的 积 极 主 动 性 煤 层 气 发 电 上 网 的 手 续 需 要 到 发 改 委 电 监 办 规 划 局 物 价 局 环 保 局 国 土 局 供 电 局 等 较 多 部 门, 手 续 较 为 复 杂, 煤 矿 企 业 存 在 畏 难 心 理 目 前 全 省 整 体 和 各 煤 矿 企 业 缺 乏 煤 层 气 综 合 利 用 规 划, 已 有 煤 层 气 电 厂 均 为 煤 矿 企 业 自 行 建 设, 没 有 归 口 管 理 部 门 统 一 管 理 特 别 是 地 方 小 煤 矿, 虽 然 部 分 煤 矿 有 建 设 意 愿, 但 对 煤 层 气 发 电 的 基 本 状 况 及 自 身 煤 矿 瓦 斯 基 本 情 况 不 了 解, 未 开 展 煤 层 气 发 电 上 网 相 关 工 作 部 分 煤 层 气 发 电 企 业 建 设 未 按 正 常 渠 道 办 理 核 准 手 续, 未 按 国 家 基 本 建 设 程 序 完 成 可 行 性 研 究 报 告 向 政 府 报 批 向 供 电 企 业 并 网 申 请 签 订 意 向 性 并 网 协 议 设 计 接 入 电 网 设 计 审 查 合 规 施 工 验 收 等 工 作, 电 网 企 业 难 以 及 时 掌 握 其 生 产 运 行 实 际 情 况, 导 致 延 误 或 影 响 发 电 企 业 及 时 接 入 部 分 煤 层 气 发 电 企 业 受 气 源 总 量 和 采 集 手 段 的 限 制, 瓦 斯 浓 度 稳 定 性 差, 造 成 发 电 机 组 运 行 不 稳 定, 机 组 启 停 频 繁, 运 行 可 靠 性 差, 给 煤 矿 的 安 全 生 产 及 电 网 的 安 全 稳 定 运 行 带 来 较 大 隐 患, 给 电 网 的 正 常 运 行 和 调 度 管 理 增 加 难 度 根 据 对 青 龙 煤 矿 管 理 层 的 访 谈, 上 述 因 素 限 制 了 煤 矿 的 积 极 性 增 加 发 电 机 组 来 充 分 利 用 多 余 的 瓦 斯 煤 矿 确 实 计 划 增 加 2 台 发 电 机 组, 进 一 步 增 加 自 供 电 量, 但 目 的 是 达 到 发 电 基 本 能 够 满 足 煤 矿 自 身 的 需 求 因 此, 如 果 在 青 龙 煤 矿 要 考 虑 发 电 方 案, 必 须 实 现 发 电 上 网 瓦 斯 利 用 的 技 术 方 案 煤 层 气 终 端 利 用 方 案 和 分 析 煤 矿 瓦 斯 利 用 方 式 的 评 估, 不 仅 要 考 虑 抽 采 瓦 斯 所 含 甲 烷 的 浓 度 和 稳 定 性 等 化 学 物 理 特 征, 还 要 考 虑 该 利 用 方 式 所 处 的 社 会 经 济 环 境 的 影 响, 并 无 普 适 的 标 准 如 国 际 上 一 般 认 为 甲 烷 浓 度 在 30% 以 下 的 低 浓 度 瓦 斯 不 具 备 安 全 可 靠 的 利 用 条 件, 而 我 国 60% 以 上 的 瓦 斯 是 含 甲 烷 25% 以 下 的 低 浓 度 瓦 斯 我 国 开 发 出 的 低 浓 度 瓦 斯 发 电 技 术 为 越 来 越 多 的 煤 矿 企 业 采 用, 中 国 政 府 也 发 布 了 低 浓 度 瓦 斯 输 送 和 发 电 的 安 全 标 准, 实 质 上 认 可 了 这 种 利 用 方 式 8 / 61

9 瓦 斯 利 用 方 式 可 以 按 照 终 端 用 途 加 工 途 径 输 配 方 式 适 用 浓 度 等 加 以 分 类 综 合 考 虑 后 三 项 划 分 标 准, 我 国 已 有 运 用 或 正 在 研 发 的 瓦 斯 利 用 方 式 大 致 可 归 纳 为 : 1. 输 入 煤 气 管 网 ( 高 浓 度 ) 2. 瓦 斯 发 电 ( 高 低 浓 度 ) 3. 瓦 斯 压 缩 液 化 ( 高 浓 度, 结 合 途 径 4 也 可 适 用 于 低 浓 度 ) 4. 瓦 斯 浓 缩 提 纯 ( 低 浓 度, 目 前 还 是 以 30% 以 上 为 主 ) a) 变 压 吸 附 法 提 纯 b) 分 子 筛 吸 附 法 提 纯 c) 直 接 深 冷 分 离 提 纯 d) 催 化 脱 氧 后 深 冷 回 收 甲 烷 1 5. 乏 风 摧 毁 / 利 用 不 同 的 利 用 方 式 的 浓 度 适 用 范 围 和 最 佳 浓 度 适 用 区 间 不 同, 这 是 在 评 估 不 同 瓦 斯 利 用 方 案 技 术 可 行 性 时 首 先 要 考 虑 的 内 容 此 外, 有 必 要 结 合 瓦 斯 利 用 的 目 的 拟 定 一 个 综 合 评 估 标 准 抽 采 利 用 煤 矿 瓦 斯 的 主 要 目 的 有 三 : 促 进 安 全 生 产, 获 得 新 能 源, 减 少 温 室 气 体 排 放 因 此, 合 理 的 评 价 标 准 应 该 能 体 现 备 选 瓦 斯 利 用 方 案 在 实 施 过 程 中 为 达 致 上 述 目 标 所 取 得 的 进 展 为 此, 本 项 目 拟 定 从 财 务 效 益 社 会 效 益 减 排 和 环 境 效 益 三 个 层 面 对 备 选 瓦 斯 方 案 做 综 合 评 估, 同 时 考 虑 项 目 实 施 过 程 中 障 碍 和 运 营 风 险 为 了 删 选 和 确 定 可 供 深 入 比 较 分 析 的 备 选 方 案, 我 们 借 用 CDM 2 障 碍 分 析 论 证 的 方 法, 列 出 了 可 供 青 龙 煤 矿 选 择 的 现 实 可 行 的 瓦 斯 利 用 技 术 路 线 与 CDM 的 论 证 逻 辑 不 同 的 是, 我 们 的 目 的 是 考 察 各 备 选 方 案 在 实 施 过 程 中 可 预 见 的 经 济 技 术 或 运 营 障 碍, 而 非 识 别 法 律 法 规 障 碍, 因 为 开 列 的 所 有 技 术 路 线 均 不 面 临 政 策 法 规 方 面 的 禁 止 性 障 碍 在 这 里, 我 们 将 实 施 障 碍 归 纳 为 一 般 性 障 碍 (A) 和 不 可 克 服 障 碍 (B) 两 大 类 分 析 结 果 显 示, 可 供 青 龙 煤 矿 选 择 的 具 有 现 实 可 行 性 的 瓦 斯 利 用 方 案 只 有 两 个 : 瓦 斯 发 电, 或 瓦 斯 制 备 CNG 发 电 方 案 青 龙 矿 已 有 的 瓦 斯 发 电 项 目 虽 然 高 低 浓 度 瓦 斯 都 使 用, 但 矿 方 认 为 高 浓 度 瓦 斯 发 电 对 气 源 的 要 求 太 高, 导 致 发 电 的 稳 定 性 降 低, 故 考 虑 将 高 浓 度 瓦 斯 发 电 的 2 台 机 组 改 造 成 低 浓 度 瓦 斯 发 电, 扩 建 低 浓 度 瓦 斯 发 电 机 组 青 龙 煤 矿 现 有 3400KW 装 机 容 量 的 瓦 斯 发 电 厂, 机 组 分 别 为 4 台 500KW( 利 用 低 浓 度 瓦 斯 ) 2 台 700KW( 利 用 高 浓 度 瓦 斯 ) 2010 年 抽 放 量 累 计 1622 万 m 3, 瓦 斯 发 电 仅 利 用 约 511 万 m 3, 未 被 利 用 的 1100 万 m 3 全 部 对 空 排 放 本 方 案 规 划 新 增 8 台 500KW 的 低 浓 瓦 斯 发 电 机 组, 本 期 4 台 500KW 的 发 电 机 组, 预 留 1 乏 风 是 煤 矿 排 放 甲 烷 的 重 要 途 径, 甲 烷 的 排 放 量 也 占 煤 矿 总 的 甲 烷 排 放 中 50% 以 上 近 年 来, 乏 风 摧 毁 的 技 术 逐 渐 成 熟, 开 始 在 世 界 各 地, 包 括 中 国 得 以 使 用 但 由 于 乏 风 摧 毁 项 目 的 主 要 收 入 来 源 是 来 自 碳 减 排 交 易, 在 目 前 国 际 碳 减 排 交 易 前 景 不 明 的 情 况 下, 乏 风 摧 毁 很 难 获 得 实 际 的 投 资, 因 此, 在 本 研 究 中 不 涉 及 该 煤 矿 的 乏 风 摧 毁, 而 专 注 于 抽 采 瓦 斯 的 利 用 2 CDM 是 Clean Development Mechanism 的 缩 写, 指 根 据 京 都 议 定 书 所 建 立 的 清 洁 发 展 机 制, 其 目 的 是 在 全 世 界 范 围 内 减 少 温 室 气 体 的 排 放 为 获 得 合 格 的 CDM 项 目, 联 合 国 开 发 了 一 系 列 的 方 法 学 来 鉴 定 CDM 项 目 这 里 使 用 的 障 碍 分 析 即 是 CDM 方 法 学 中 的 一 种 方 法 9 / 61

10 4 台 500KW 发 电 机 组 的 位 置 本 期 4 台 500KW 的 发 电 机 组, 按 年 运 行 5500 小 时, 可 实 现 年 发 电 1100 万 度, 扣 除 厂 用 电, 可 外 供 981 万 度 本 方 案 投 资 额 为 1796 万 元 (4x500KW), 投 资 财 务 內 部 收 益 率 ( 税 后 ) 为 8.56%, 大 于 项 目 财 务 基 准 收 益 率 (7.5%); 项 目 投 资 财 务 净 现 值 大 于 零 ; 项 目 投 资 回 收 期 ( 税 后 ) 为 7.67 年 ; 总 投 资 收 益 率 及 项 目 资 本 金 净 利 润 率 分 别 为 6.91% 及 12.95% 这 些 指 标 表 明, 本 项 目 盈 利 能 力 不 强, 但 可 以 被 接 受 对 本 方 案 的 财 务 和 运 营 风 险 所 作 的 分 析 显 示 : 本 项 目 财 务 抗 风 险 能 力 不 强, 但 运 营 风 险 可 控 以 盈 亏 平 衡 分 析 为 例, 以 项 目 达 产 当 年 的 相 关 数 据 计 算 得 到 盈 亏 平 衡 点 为 89.43% 以 还 清 建 设 投 资 贷 款 年 份 的 相 关 数 据 计 算 得 到 盈 亏 平 衡 点 为 70.80% 基 于 以 上 分 析, 加 之 本 方 案 实 施 在 上 网 发 电 方 面 尚 存 在 的 运 营 不 确 定 性 风 险, 势 必 限 制 未 来 瓦 斯 抽 采 和 利 用 的 规 模, 我 们 不 推 荐 这 一 方 案 瓦 斯 制 备 CNG 和 销 售 方 案 本 方 案 是 将 瓦 斯 分 离 提 纯, 根 据 中 国 车 用 压 缩 天 然 气 标 准 将 回 收 的 甲 烷 制 备 为 CNG, 其 热 值 大 于 31.4 MJ/m 3 产 品 CNG 的 目 标 市 场 是 车 用, 包 括 本 地 以 及 附 近 城 市 的 出 租 车 煤 矿 瓦 斯 提 纯 的 技 术 有 多 种, 在 此 方 案 中 我 们 以 变 压 吸 附 法 为 例 来 测 试 其 经 济 可 行 性 本 方 案 的 生 产 装 置 主 要 分 为 八 部 分 : 瓦 斯 加 压 VPSA 甲 烷 富 集 富 集 甲 烷 气 体 压 缩 富 集 甲 烷 气 体 脱 氧 VPSA 甲 烷 浓 缩 天 然 气 压 缩 CNG 产 品 储 存 充 装, 生 产 装 置 所 需 水 电 汽 等 公 用 工 程 可 依 托 青 龙 煤 矿 现 有 的 设 施 本 方 案 的 生 产 规 模 主 要 是 由 瓦 斯 气 量 来 决 定 的 根 据 青 龙 煤 矿 地 面 高 负 压 瓦 斯 采 集 站 的 生 产 统 计, 在 正 常 生 产 情 况 下, 瓦 斯 抽 采 量 为 :6000Nm 3 /h, 据 此 设 定 生 产 装 置 的 瓦 斯 处 理 能 力 为 6000Nm 3 /h 该 项 目 总 投 资 万 元, 建 成 投 产 后, 年 平 均 销 售 收 入 达 3000 万 元 在 行 业 基 准 收 益 率 ic=12.0% 时, 全 投 资 所 得 税 前 及 所 得 税 后 财 务 内 部 收 益 率 为 27.75% 和 19.15%, 静 态 投 资 回 收 期 4.38 年 和 5.42 年 ( 含 建 设 期 1 年 ), 财 务 净 现 值 分 别 为 2577 万 元 和 1100 万 元 这 表 明, 本 方 案 具 有 良 好 的 经 济 效 益 此 外, 敏 感 性 分 析 和 盈 亏 平 衡 分 析 表 明, 本 方 案 具 有 良 好 的 抗 财 务 风 险 能 力 运 营 风 险 分 析 也 显 示 本 方 案 不 存 在 不 可 控 的 风 险, 但 实 施 本 方 案 面 临 一 定 程 度 的 协 作 风 险 ( 主 要 有 与 运 输 企 业 谈 判 解 决 槽 车 外 运 安 排, 和 与 城 市 公 交 公 司 谈 判 解 决 加 气 站 建 设 和 车 辆 改 装 等 问 题 ) 综 合 权 衡 风 险 和 收 益, 我 们 认 为 本 方 案 比 瓦 斯 发 电 方 案 前 景 更 好, 故 推 荐 矿 方 认 真 考 虑 这 一 备 选 方 案 终 端 利 用 方 案 选 择 的 比 较 根 据 事 先 拟 定 的 评 估 标 准, 我 们 从 财 务 效 益 社 会 效 益 减 排 和 环 境 效 益 三 个 层 面 对 上 述 两 个 瓦 斯 利 用 方 案 做 出 综 合 比 较 10 / 61

11 财 务 效 益 比 较 分 析 : 两 个 方 案 的 投 资 财 务 净 现 值 均 远 大 于 零, 说 明 这 两 个 方 案 都 有 盈 利 潜 力, 但 CNG 方 案 的 综 合 经 济 表 现 远 优 于 发 电 方 案, 如 具 有 更 高 的 盈 利 水 平 ( 见 投 资 财 务 净 现 值 高 总 投 资 收 益 率 对 比 ), 具 有 更 强 的 融 资 能 力 ( 投 资 财 务 内 部 收 益 率 高 ), 其 投 资 回 收 期 也 较 短 但 另 一 方 面, 它 所 需 固 定 和 流 动 资 本 规 模 也 远 大 于 发 电 方 案 财 务 风 险 比 较 分 析 : 通 过 敏 感 性 分 析 比 较 分 析, 我 们 来 考 察 上 述 两 个 备 选 方 案 的 财 务 抗 风 险 能 力 我 们 重 点 考 察 影 响 备 选 方 案 内 部 收 益 率 的 四 个 共 有 ( 因 而 相 对 可 比 的 ) 运 营 参 数, 考 察 其 在 相 同 范 围 内 变 化 (-20% ~ +20%) 时, 对 备 选 方 案 的 总 体 经 济 表 现 的 持 续 稳 定 性 的 影 响 有 何 差 别 其 结 果 如 下 : 表 格 2 备 选 方 案 财 务 敏 感 性 比 较 分 析 变 化 幅 度 发 电 方 案 制 气 方 案 变 化 因 素 ( 发 电 ) 投 资 所 得 税 后 财 务 内 部 收 益 率 (%) 变 化 因 素 (CNG) 售 电 价 格 售 气 价 格 售 电 量 售 气 量 瓦 斯 气 价 格 瓦 斯 气 价 格 建 设 投 资 建 设 投 资 表 格 3 备 选 方 案 风 险 因 素 总 数 和 评 级 比 较 发 电 方 案 制 气 方 案 市 场 风 险 高 风 险 (1), 中 风 险 (1) 低 风 险 (2), 不 确 定 (2) 气 源 保 障 风 险 低 风 险 (2), 高 风 险 (1) 高 风 险 (1), 低 风 险 (2) 技 术 风 险 低 风 险 (2) 中 风 险 (2) 环 境 与 安 全 风 险 低 风 险 (1), 未 知 (1) 低 风 险 (3) 融 资 风 险 低 风 险 (1) 未 知 风 险 (2) 政 策 风 险 11 / 61

12 中 风 险 (1) 低 风 险 (1) 协 作 风 险 低 风 险 (3) 低 风 险 (1), 未 知 风 险 (2) 减 排 效 益 比 较 : 瓦 斯 发 电 方 案 : 本 期 4 台 500KW 的 发 电 机 组, 按 年 运 行 5500 小 时, 消 耗 瓦 斯 气 0.384Nm 3 /KWh 计 算, 可 实 现 年 发 电 1100 万 度, 扣 除 厂 用 电, 可 外 供 981 万 度, 减 少 瓦 斯 排 放 万 m 3, 对 外 供 热 8893 GJ, 年 节 约 标 准 煤 3826 吨, 折 合 吨 CO2 减 排 量 瓦 斯 制 CNG 方 案 : 装 置 生 产 能 力 为 6000Nm 3 /h 煤 层 气 处 理 能 力, 生 产 CNG 产 量 为 Nm 3 /h( 折 合 成 标 准 气 态 ) 如 全 年 生 产 时 间 按 8000 小 时, 则 本 项 目 年 生 产 能 力 为 1200 万 Nm 3 CNG( 折 合 万 吨 CO2 当 量 ) 社 会 经 济 效 益 比 较 : 无 论 是 瓦 斯 发 电 还 是 瓦 斯 制 气, 都 符 合 发 展 循 环 经 济 能 源 节 约 和 梯 级 利 用 清 洁 生 产 等 国 策, 都 能 通 过 以 用 促 抽 以 抽 促 采 促 进 煤 矿 安 全 生 产 和 煤 炭 资 源 的 综 合 利 用, 其 社 会 经 济 效 益 不 言 而 喻 但 从 通 过 能 源 替 代 增 进 国 家 能 源 安 全 通 过 延 产 业 链 以 增 加 煤 炭 工 业 附 加 值 跨 地 区 和 行 业 示 范 和 带 动 社 会 节 能 减 排 促 进 当 地 就 业 等 方 面 考 察, 瓦 斯 制 气 方 案 似 乎 更 具 发 展 潜 力, 其 社 会 经 济 效 益 更 为 显 著 结 语 青 龙 煤 矿 是 一 个 稳 定 的 生 产 煤 矿, 预 计 在 2014 年 达 到 设 计 生 产 能 力 120 万 t/a 目 前, 煤 矿 的 瓦 斯 利 用 发 电 后 每 年 仍 然 剩 余 1100 万 立 方, 预 计 2014 年 的 富 余 量 将 达 到 1700 万 立 方 由 于 发 电 上 网 售 电 的 困 难, 瓦 斯 发 电 很 难 消 耗 掉 所 有 或 者 大 部 分 的 富 余 瓦 斯 通 过 这 个 预 可 研 研 究, 我 们 发 现 瓦 斯 制 CNG 比 起 瓦 斯 发 电 而 言 具 有 更 好 的 财 务 表 现 瓦 斯 制 CNG 有 潜 力 能 充 分 利 用 富 余 瓦 斯 我 们 鼓 励 投 资 者 和 青 龙 煤 矿 一 起 共 同 开 展 一 个 全 面 的 可 行 性 研 究, 并 将 这 个 项 目 付 诸 实 践 综 合 上 述 对 比 分 析, 我 们 还 有 如 下 初 步 结 论 : 1. 对 青 龙 煤 矿 而 言, 上 述 两 个 备 选 方 案 都 促 进 煤 矿 安 全 生 产 提 高 煤 炭 资 源 的 综 合 利 用 效 率 保 护 大 气 环 境, 而 且 都 技 术 可 行 气 源 保 障 充 分 从 经 济 技 术 等 项 目 微 观 层 面 上 看, 两 个 方 案 各 有 短 长 : 发 电 方 案 具 有 投 资 小 见 效 快 投 资 回 收 期 短 矿 方 对 技 术 认 知 程 度 高 等 优 势, 但 该 方 案 抵 御 财 务 风 险 的 能 力 较 差 瓦 斯 制 气 方 案 虽 然 初 始 投 资 额 大 融 资 成 本 高 投 资 回 收 期 长, 但 长 期 的 收 入 前 景 和 和 投 资 回 报 却 高 于 发 电 方 案, 而 且 有 良 好 的 抗 财 务 和 运 营 风 险 的 能 力 在 中 观 和 宏 观 层 面 上, 制 气 方 案 的 综 合 经 济 和 环 境 减 排 效 益 优 于 发 电 方 案, 其 发 展 前 景 也 更 为 广 阔 2. 瓦 斯 制 气 方 案 实 施 面 临 的 最 大 运 营 风 险 是 与 运 输 企 业 谈 判 解 决 槽 车 外 运 安 排 和 与 城 市 公 交 公 司 协 商 解 决 加 气 站 建 设 和 车 辆 改 装 等 问 题, 以 及 项 目 建 设 的 融 资 风 险 ; 瓦 斯 发 电 方 案 实 施 的 最 大 运 营 风 险 是 与 电 网 公 司 谈 判 解 决 上 网 发 电 安 排 12 / 61

13 3. 虽 然 瓦 斯 发 电 属 于 轻 车 熟 路, 但 由 于 能 源 转 换 效 率 低, 并 非 是 瓦 斯 资 源 利 用 的 最 佳 途 径 瓦 斯 制 气 对 青 龙 矿 来 说 是 技 术 创 新, 其 市 场 前 景 也 更 为 宽 广 ; 但 因 其 涉 及 的 工 艺 技 术 和 交 易 流 程 复 杂, 学 习 成 本 和 预 期 的 管 理 交 易 成 本 均 高 于 发 电 方 案 4. 瓦 斯 抽 采 利 用 的 首 要 目 的 促 进 煤 矿 生 产 安 全 由 于 在 贫 油 贫 气 的 贵 州 煤 基 天 然 气 市 场 容 量 巨 大, 而 瓦 斯 发 电 上 网 发 电 困 难 自 用 电 需 求 有 限, 我 们 有 理 由 相 信 瓦 斯 制 气 方 案 以 用 促 抽 的 潜 力 大 于 瓦 斯 发 电 方 案 5. 对 青 龙 煤 矿 来 说, 两 家 设 计 单 位 提 供 的 瓦 斯 利 用 方 案 有 可 能 互 补 而 非 互 斥 这 是 因 为, 发 电 和 提 纯 制 气 所 适 用 的 瓦 斯 浓 度 并 不 重 叠 : 提 纯 制 气 方 案 主 要 利 用 高 负 压 抽 放 的 浓 度 在 25% 以 上 的 抽 放 瓦 斯, 低 浓 度 瓦 斯 继 续 用 于 发 电 利 用 ; 而 发 电 方 案 的 浓 度 要 求 涵 盖 性 似 乎 更 大, 可 将 高 负 压 和 低 负 压 抽 放 的 瓦 斯 掺 混 使 用 因 而, 如 果 资 金 充 裕, 未 来 可 以 考 虑 发 电 和 制 气 并 联 方 案, 将 不 同 浓 度 的 瓦 斯 资 源 在 两 种 利 用 途 径 中 做 优 化 配 置 优 化 并 联 方 案 的 一 个 潜 在 优 势 是, 瓦 斯 发 电 厂 可 以 为 瓦 斯 制 气 厂 供 电, 部 分 缓 解 发 电 上 网 的 压 力 ; 其 潜 在 风 险 是 会 增 加 内 部 协 作 成 本 ( 既 协 调 瓦 斯 发 电 厂 和 瓦 斯 制 气 长 的 需 求 和 关 系 ) 6. CNG 汽 车 与 汽 油 柴 油 和 LPG 汽 车 相 比, 无 论 从 环 保 性 经 济 性 还 是 安 全 性 来 讲, 都 具 有 无 可 替 代 的 优 越 性, 从 技 术 成 熟 度 来 讲 也 比 LNG 汽 车 可 行 但 LNG 储 存 优 势 相 当 明 显, 车 辆 加 气 较 CNG 快 捷, 未 来 有 可 能 形 成 瓦 斯 制 CNG 方 案 的 竞 争 结 合 我 省 天 然 气 利 用 规 划 ( 川 气 入 黔 缅 气 入 黔 ), 贵 州 发 展 天 然 气 汽 车 产 业 的 发 展 趋 势 有 可 能 是 : 发 展 初 期 采 用 CNG- 汽 油 双 燃 料 汽 车 改 装 技 术 以 启 动 天 然 气 汽 车 市 场, 逐 步 建 设 加 气 站 体 系, 改 装 车 型 以 汽 油 公 交 车 和 出 租 车 为 主 发 展 中 期, 以 直 接 引 进 CNG 单 一 天 然 气 汽 车 为 主 远 期, 随 着 LNG 气 源 的 引 进 和 LNG 技 术 成 熟, 实 现 CNG 汽 车 和 LNG 汽 车 共 同 发 展 青 龙 煤 矿 开 发 瓦 斯 制 备 CNG 项 目 需 关 注 和 把 握 贵 州 公 交 运 输 系 统 油 改 气 市 场 发 展 的 中 长 期 趋 势, 方 能 在 日 趋 激 烈 的 汽 车 燃 料 市 场 竞 争 中 利 于 不 败 之 地 13 / 61

14 2 项 目 概 览 2.1 预 可 行 性 研 究 背 景 本 报 告 由 贵 州 省 环 保 厅 直 属 的 贵 州 省 环 境 保 护 国 际 合 作 中 心 负 责 组 织 专 家 编 撰, 用 以 支 持 甲 烷 市 场 化 伙 伴 计 划 该 计 划 旨 在 通 过 市 场 化 手 段, 推 动 减 少 甲 烷 这 一 重 要 温 室 气 体 的 排 放, 并 将 其 作 为 清 洁 能 源 加 以 充 分 利 用 作 为 该 伙 伴 计 划 的 成 员 国 之 一, 中 国 近 年 来 积 极 出 台 各 项 政 策, 推 动 煤 矿 瓦 斯 ( 主 要 成 分 为 甲 烷 ) 的 综 合 利 用 项 目 的 主 要 目 标 是 为 两 个 贵 州 的 煤 矿 编 撰 煤 矿 瓦 斯 利 用 的 预 可 行 性 研 究 报 告, 以 促 进 其 对 煤 矿 瓦 斯 资 源 进 行 充 分 利 用, 减 少 甲 烷 的 排 放 ; 青 龙 煤 矿 是 本 项 目 选 定 开 展 预 可 行 性 研 究 的 两 个 煤 矿 之 一 本 研 究 项 目 的 实 施 得 到 了 美 国 环 保 局 的 资 助 2.2 拟 议 项 目 的 地 点 和 一 般 说 明 青 龙 矿 井 所 在 的 谷 里 镇, 位 于 贵 州 省 西 北 部 毕 节 地 区 的 黔 西 县 城 东 部 井 田 的 地 理 座 标 为 : 东 经 ~ , 北 纬 ~ ( 见 下 图 ) 图 表 1 青 龙 矿 的 地 理 位 置 该 井 田 的 交 通 运 输 比 较 方 便 : 东 距 川 黔 铁 路 的 扎 左 火 车 站 68km, 南 距 贵 昆 线 支 线 的 堰 塘 坎 车 站 90km 贵 毕 高 等 级 公 路 从 井 田 中 部 通 过 ; 井 田 经 贵 毕 高 等 级 公 路 至 黔 西 县 城 14km, 距 贵 阳 市 104km, 距 毕 节 105km 另 外, 黔 ( 西 )~ 素 ( 朴 ) 主 干 公 路 也 从 井 田 中 部 穿 过 14 / 61

15 井 田 西 北 侧 的 驮 煤 河 虽 不 具 备 通 航 条 件, 但 为 项 目 建 设 提 供 了 充 足 的 水 源 青 龙 矿 井 田 南 北 长 约 9.0km, 东 西 宽 1.6~5.0km, 面 积 26.5 km 2 煤 炭 地 质 储 量 为 万 吨, 可 采 储 量 万 吨, 设 计 生 产 能 力 为 120 万 吨 / 年 该 矿 属 于 高 瓦 斯 矿 井, 瓦 斯 资 源 较 为 丰 富, 储 量 约 为 28.5 亿 m 3, 可 抽 放 瓦 斯 量 约 为 13.4 亿 m 年 煤 矿 即 抽 采 瓦 斯 446 万 m 3, 此 后 抽 采 量 逐 年 上 升, 到 2010 年 抽 采 量 达 到 1600 万 m 3, 预 计 2011 年 抽 采 量 可 以 达 到 2000 万 m 3 针 对 不 断 增 加 的 富 余 瓦 斯, 本 项 目 研 究 了 两 个 瓦 斯 利 用 的 方 案 : 1. 发 电 ; 2. 瓦 斯 提 纯 制 备 CNG 2.3 项 目 主 办 者 背 景 与 财 务 状 况 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 青 龙 煤 矿 是 山 东 兖 矿 集 团 在 贵 州 控 股 开 发 建 设 的 第 一 座 大 型 现 代 化 矿 井, 由 其 控 股 的 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 ( 简 称 兖 州 贵 化, 下 同 ) 的 下 属 企 业 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 开 发 建 设 兖 矿 贵 化 的 母 公 司 兖 矿 集 团 是 中 国 100 家 现 代 企 业 制 度 和 120 家 企 业 集 团 试 点 单 位, 也 是 中 国 煤 炭 行 业 第 一 个 同 时 在 纽 约 香 港 上 海 三 地 成 功 发 行 股 票 上 市 的 企 业 该 公 司 总 资 产 约 252 亿 元, 目 前 拥 有 50 家 全 资 子 公 司 控 股 公 司 和 参 股 公 司, 集 团 公 司 拥 有 世 界 一 流 的 综 采 放 顶 煤 技 术, 被 列 入 国 务 院 向 全 国 重 点 宣 传 的 国 企 改 革 和 发 展 10 家 先 进 单 位 之 一 兖 矿 集 团 力 图 用 10 年 的 时 间 建 成 中 国 最 大 的 煤 炭 生 产 和 出 口 基 地 世 界 一 流 的 洁 净 煤 和 新 一 代 煤 化 工 生 产 基 地 兖 矿 贵 化 是 兖 矿 集 团 于 2002 年 率 先 举 资 入 黔 参 与 大 煤 保 大 电 后 在 贵 州 设 立 的 子 公 司, 由 兖 矿 集 团 绝 对 控 股 作 为 兖 矿 集 团 在 贵 州 省 的 投 资 平 台, 兖 矿 贵 化 按 照 现 代 企 业 制 度 设 立 的 具 有 独 立 法 人 地 位 2010 年 7 月, 兖 矿 集 团 引 入 中 国 煤 矿 ( 海 外 ) 集 团 成 为 兖 矿 贵 化 有 限 公 司 的 战 略 投 资 者 总 部 设 在 香 港 的 中 国 煤 矿 ( 海 外 ) 集 团 具 有 深 厚 国 际 资 本 背 景, 在 资 金 筹 集 资 本 运 作 和 资 源 整 合 方 面 具 有 丰 富 的 经 验 和 强 劲 实 力, 其 主 要 股 东 及 战 略 合 作 伙 伴 包 括 建 银 国 际 资 产 管 理 公 司 中 国 光 大 控 股 公 司 美 林 证 券 等 跨 国 公 司 和 著 名 国 际 财 团 该 集 团 以 现 金 人 民 币 亿 元 注 资 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司, 占 其 增 资 后 注 册 资 金 的 46%( 兖 矿 集 团 仍 保 持 54% 的 控 股 股 权 ) 此 次 增 资 主 要 用 于 兖 矿 贵 化 在 贵 州 区 域 的 控 股 在 建 及 拟 建 煤 矿 建 设 收 购 整 合 改 造 周 边 中 小 煤 矿 煤 炭 洗 选 加 工 煤 层 气 综 合 开 发 利 用 煤 矿 安 全 信 息 与 管 理 资 源 集 成 技 术 建 设, 以 及 参 股 投 资 电 厂 等 项 目 的 资 本 金 投 入 十 二 五 期 间, 兖 矿 贵 化 计 划 形 成 煤 炭 开 采 洗 选 加 工 机 电 装 备 制 造 瓦 斯 综 合 利 用 现 代 物 流 贸 易 五 大 产 业 板 块 框 架, 十 二 五 末 在 贵 州 区 域 内 煤 炭 年 生 产 能 力 达 到 1500 万 吨, 煤 炭 发 电 与 煤 层 气 发 电 装 机 容 量 达 到 100 万 千 瓦, 年 销 售 收 入 过 百 亿 元, 在 煤 层 气 利 用 方 面, 兖 矿 贵 化 已 经 在 积 极 地 和 包 括 位 于 香 港 的 中 华 煤 气 (Hong Kong Towngas) 等 公 司 展 开 接 触 15 / 61

16 图 表 2 贵 州 能 化 有 限 公 司 的 控 股 结 构 和 下 属 煤 矿 中 国 煤 矿 ( 海 外 ) 集 团 (46%) 兖 矿 集 团 (54%) 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 五 轮 山 煤 矿 (240 万 t/a, 在 建 ) 发 耳 煤 矿 (180 万 t/a, 在 建 ) 小 屯 煤 矿 (120 万 t/a, 在 建 ) 青 龙 煤 矿 (120 万 t/a, 生 产 ) 磨 盘 山 煤 矿 (120 万 t/a, 在 建 ) 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 青 龙 煤 矿 由 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 直 接 开 发 建 设 该 股 份 公 司 成 立 于 2004 年 1 月, 由 兖 矿 贵 州 能 化 有 限 公 司 贵 州 中 水 能 源 发 展 有 限 公 司 贵 州 青 龙 实 业 有 限 公 司 和 贵 州 黔 西 县 黔 发 煤 电 投 资 公 司 共 同 组 建, 出 资 比 例 分 别 为 47% 30% 18% 5% 青 龙 煤 矿 是 贵 州 黔 西 能 源 开 发 有 限 公 司 在 黔 西 县 开 发 了 的 两 对 花 园 式 大 型 煤 矿 之 一 ( 另 一 个 为 磨 盘 山 煤 矿 3 ) 3 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 与 煤 层 气 资 源 开 采 3.1 煤 矿 的 地 质 环 境 地 形 特 征 青 龙 井 田 的 地 形 总 体 上 受 制 于 区 域 性 地 质 构 造 和 岩 性, 属 高 原 低 山 丘 陵 地 貌 井 田 地 形 简 单, 地 势 相 对 较 平 坦, 一 般 海 拔 标 高 1250~1350m, 相 对 高 差 一 般 为 100~150m, 最 高 3 磨 盘 山 煤 矿 为 黔 西 电 厂 配 套 煤 矿, 位 于 黔 西 县 太 来 乡 方 家 田 村 的 磨 盘 山, 总 体 设 计 生 产 能 力 240 万 吨 / 年, 一 期 120 万 吨 / 年 该 矿 于 2006 年 开 始 勘 查, 并 于 2006 年 4 月 通 过 了 贵 州 省 煤 源 建 设 重 点 工 程 项 目 初 可 研 报 告 专 家 组 的 评 审 本 拟 2008 年 年 底 开 始 施 工 建 设, 但 因 省 国 土 厅 矿 权 设 置 方 案 尚 未 批 复, 国 土 资 源 部 批 复 未 下, 推 迟 至 09 年 12 月 动 工 建 设 16 / 61

17 海 拔 标 高 m( 营 盘 山 ), 最 低 海 拔 标 高 1155m( 花 地 驮 煤 河 ), 最 大 相 对 高 差 为 319.2m 井 田 内 地 势 总 趋 势 呈 南 东 高 北 西 低 地 质 构 造 该 井 田 所 在 区 域 的 大 地 构 造 位 于 杨 子 准 地 台 黔 北 台 隆 遵 义 断 拱 毕 节 北 东 向 构 造 变 形 区 现 今 的 各 构 造 轮 廓 都 定 型 于 燕 山 期 地 壳 运 动, 构 造 形 迹 表 现 主 要 为 北 东 向 褶 皱 和 断 裂 带, 并 有 少 量 近 东 西 向 及 北 西 ~ 南 东 向 断 裂, 全 区 褶 皱 主 要 是 宽 阔 的 不 对 称 背 向 斜 区 内 出 露 的 地 层 除 井 田 边 界 格 老 寨 背 斜 核 部 有 基 性 喷 发 岩 ( 玄 武 岩 ) 外, 其 余 均 为 沉 积 岩 地 质 地 层 的 分 布 由 老 到 新 依 次 为 : 二 叠 系 下 统 茅 口 组 (P1m) 灰 岩 ; 二 叠 系 上 统 峨 眉 山 玄 武 岩 (P1β ) 龙 潭 组 (P2l) 含 煤 碎 屑 岩 长 兴 组 (P2c) 灰 岩 ; 三 叠 系 下 统 夜 郎 组 (T1y) 灰 岩 与 碎 屑 岩 茅 草 铺 组 (T1m) 灰 岩 与 白 云 岩 ; 三 叠 系 中 统 松 子 坎 组 (T2s) 碎 屑 岩 与 灰 岩 狮 子 山 组 (T2sh) 白 云 岩 及 白 云 质 灰 岩 其 中, 含 煤 地 层 集 中 在 龙 潭 组 褶 曲 和 断 层 青 龙 井 田 位 于 格 老 寨 背 斜 的 北 西 翼 该 背 斜 为 一 不 对 称 的 宽 缓 背 斜 背 斜 核 部 位 于 井 田 近 南 端, 由 下 二 叠 系 下 统 茅 口 组 (P1m) 及 玄 武 岩 (P1β ) 组 成, 向 井 田 北 西 界 渐 次 为 上 二 叠 统 龙 潭 组 (P2l), 下 三 叠 统 夜 郎 组 (T1y) 轴 线 分 布 在 井 田 的 南 东 侧, 为 井 田 的 边 界 背 斜 轴 向 217~37, 轴 线 略 呈 波 状 扭 曲, 并 向 两 端 倾 伏, 在 井 田 内 长 约 7km 褶 皱 北 西 翼 地 层 基 本 呈 单 斜 产 出, 但 受 区 内 构 造 的 影 响, 单 斜 中 常 出 现 次 一 级 舒 缓 的 波 状 挠 曲, 其 中 从 A10 剖 面 至 A3 剖 面 由 东 向 西 甚 致 渐 次 发 育 呈 一 向 西 明 显 凸 出 的 构 造 鼻, 轴 长 约 3km 地 层 倾 向 以 北 西 为 主, 在 井 田 的 北 东 端 背 斜 倾 伏 部 位 则 转 为 倾 向 北 东, 构 造 鼻 轴 线 以 南 一 般 倾 向 南 西 地 层 倾 向 在 4~28 间, 一 般 9~16 井 田 的 南 端, 由 于 受 F3 断 层 的 影 响, 局 部 倾 角 可 达 60 以 上, 倾 向 也 发 生 变 化 背 斜 南 东 翼 倾 向 南 东, 倾 角 可 达 45 断 层 井 田 北 西 及 南 西 有 F1 F2 F3 三 条 区 域 性 断 裂 构 造 分 布, 构 成 井 田 北 西 及 南 西 自 然 边 界, 井 田 内 断 层 数 量 少, 仅 发 现 F4 F5 F6 三 条 较 大 的 次 级 断 层, 其 中 F5 位 于 井 田 北 东 部 边 缘 对 此 煤 田 基 本 无 影 响 3.2 煤 炭 与 煤 层 气 资 源 与 储 量 煤 炭 禀 赋 青 龙 矿 矿 井 田 范 围 内 共 有 15 个 含 煤 地 层, 其 中 可 采 或 局 部 可 采 煤 层 有 6 层, 从 上 到 下 分 别 为 M2 M3 M9 M16 M17 及 M18 其 中,M16 M18 为 主 要 可 采 煤 层,M17 为 部 分 可 采 煤 层,M2 M3 M9 等 煤 层 则 为 局 部 可 采 煤 层 煤 系 地 层 中 所 含 煤 层 平 均 厚 度 为 11.02m, 含 煤 系 数 4.6%, 在 主 要 含 煤 地 层 中, 煤 层 总 厚 度 为 2.44~22.26m, 平 均 8.90m, 含 煤 系 数 10.1% 根 据 钻 探 工 程 揭 露, 可 采 煤 层 总 厚 2.08~20.29m, 平 均 可 采 煤 层 厚 7.67m 主 要 煤 17 / 61

18 层 特 征 见 下 表 表 格 4 青 龙 井 田 主 要 煤 层 特 征 表 煤 层 名 称 M16 M17 M18 可 采 范 围 厚 度 (m) 两 极 值 平 均 值 0.81~ ~ ~ 煤 层 夹 石 层 间 距 变 异 (m) 系 数 结 构 稳 定 性 可 采 性 层 数 两 极 值 (%) 平 均 值 85 较 简 单 稳 定 全 区 可 采 3.10~ ~1 76 简 单 较 稳 定 部 分 可 采 ~ 较 简 单 稳 定 大 部 可 采 ~ 煤 层 气 赋 存 青 龙 煤 矿 瓦 斯 资 源 较 为 丰 富, 瓦 斯 储 量 约 为 28.5 亿 m 3, 可 开 发 利 用 瓦 斯 量 约 为 13.4 亿 m 3 ; 各 煤 层 ( 含 不 可 采 煤 层 及 围 岩 ) 瓦 斯 储 量 可 抽 放 瓦 斯 量 见 下 表 随 着 对 抽 放 系 统 及 井 下 打 钻 连 抽 的 工 艺 不 断 改 进, 矿 井 瓦 斯 抽 放 率 将 逐 渐 升 高, 可 抽 出 瓦 斯 量 将 不 断 增 大, 这 为 矿 井 瓦 斯 开 发 利 用 提 供 了 充 足 的 资 源 条 件 表 格 5 青 龙 矿 井 瓦 斯 储 量 及 可 开 发 量 表 煤 层 瓦 斯 含 量 煤 炭 地 质 瓦 斯 储 量 可 抽 放 瓦 斯 可 (m 3 /t) 储 量 ( 万 t) ( 万 m 3 ) 系 数 开 发 量 不 可 采 煤 层 及 围 岩 合 计 气 源 分 析 瓦 斯 含 量 分 析 青 龙 矿 采 煤 层 为 高 瓦 斯 高 变 质 煤, 同 一 层 煤 瓦 斯 含 量 向 深 部 略 有 逐 渐 增 高 的 趋 势 根 据 地 质 报 告 对 井 田 范 围 内 煤 芯 瓦 斯 的 测 试 和 瓦 斯 成 份 分 析, 可 采 煤 层 中 的 瓦 斯 含 量 普 遍 较 高, 其 主 采 煤 层 M16 M18 及 部 分 可 采 煤 层 M17 瓦 斯 变 化 情 况 简 述 如 下 : M16 煤 层 : 瓦 斯 含 量 为 10.46(ZK402)~17.02(ZK1302)m 3 /t 燃 ; 瓦 斯 成 份 以 甲 烷 气 体 为 主, 常 温 脱 气 测 定 的 瓦 斯 无 空 气 基 组 份 甲 烷 含 量 64.78(ZK1301)~ 99.54%(ZK403), 18 / 61

19 平 均 含 量 87.76% M18 煤 层 : 瓦 斯 含 量 为 5.23(ZK601)~20.54(ZK102)m 3 /t 燃 ; 常 温 脱 气 无 空 气 基 组 份 甲 烷 含 量 (ZK601)16.22 ~98.92%, 平 均 含 量 87.59% M17 煤 层 : 瓦 斯 含 量 为 12.13(ZK402)~13.19(ZK503)m 3 /t 燃 ; 常 温 脱 气 无 空 气 基 组 份 甲 烷 含 量 为 34.05~ 99.43%, 平 均 含 量 84.96% 换 算 成 原 煤 含 量, 获 得 首 采 区 各 主 采 煤 层 钻 孔 瓦 斯 含 量 值 见 表 6: 表 格 6 首 采 区 钻 孔 瓦 斯 含 量 值 统 计 表 钻 孔 号 M16 煤 层 M18 煤 层 标 高 瓦 斯 含 量 (m 3 /t) 标 高 瓦 斯 含 量 (m 3 /t) Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk Zk 瓦 斯 涌 出 量 分 析 矿 井 瓦 斯 涌 出 主 要 来 源 于 采 煤 掘 进 和 采 空 三 大 部 分 而 采 煤 的 瓦 斯 涌 出 主 要 来 源 于 本 煤 层 围 岩 和 临 近 的 煤 层 煤 线 采 煤 瓦 斯 涌 出 是 根 据 煤 层 瓦 斯 含 量 煤 层 厚 度 采 高 工 作 面 产 量 等 参 数, 考 虑 采 场 丢 煤 顺 槽 掘 进 预 排 瓦 斯 带 围 岩 和 临 近 的 煤 层 煤 线 瓦 斯 涌 出 等 因 素 综 合 计 算 M16 煤 层 综 采 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 预 计 结 果 见 下 表 : 表 格 7 采 区 各 综 采 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 汇 总 表 工 作 面 编 号 瓦 斯 涌 出 量 (m 3 /t) 工 作 面 编 号 瓦 斯 涌 出 量 (m 3 /t) 1601 综 采 面 综 采 面 综 采 面 北 部 15.31, 南 部 综 采 面 综 采 面 综 采 面 综 采 面 北 部 13.71, 南 部 综 采 面 / 61

20 1609 综 采 面 北 部 12.11, 南 部 综 采 面 综 采 面 8.91 掘 进 瓦 斯 涌 出 分 为 掘 进 落 煤 和 巷 道 煤 壁 两 部 分, 主 要 根 据 煤 层 瓦 斯 含 量 掘 进 速 度 煤 层 厚 度 掘 进 断 面 等 影 响 因 素 进 行 综 合 计 算 M16 煤 层 掘 进 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 预 计 结 果, 见 下 表 : 1601 综 掘 面 1603 综 掘 面 1605 综 掘 面 1607 综 掘 面 1609 综 掘 面 1611 综 掘 面 1613 综 掘 面 表 格 8 采 区 各 综 掘 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 汇 总 表 瓦 斯 涌 出 量 瓦 斯 涌 出 量 工 作 面 编 号 工 作 面 编 号 (m 3 /min) (m 3 /min) 运 输 顺 槽 3.85 运 输 顺 槽 综 掘 面 轨 道 顺 槽 3.73 轨 道 顺 槽 3.60 运 输 顺 槽 4.13 运 输 顺 槽 综 掘 面 轨 道 顺 槽 4.00 轨 道 顺 槽 3.58 运 输 顺 槽 2.94 运 输 顺 槽 综 采 面 轨 道 顺 槽 2.86 轨 道 顺 槽 3.70 运 输 顺 槽 2.96~4.44 运 输 顺 槽 综 采 面 轨 道 顺 槽 2.88~4.29 轨 道 顺 槽 4.00 运 输 顺 槽 3.16~4.55 轨 道 顺 槽 3.07~4.40 运 输 顺 槽 3.35~4.46 轨 道 顺 槽 3.25~4.31 运 输 顺 槽 3.74 轨 道 顺 槽 3.63 采 空 瓦 斯 涌 出 包 括 采 掘 面 涌 出 以 外 的 老 塘 及 其 它 涌 出 量 根 据 青 龙 矿 井 煤 层 赋 存 情 况, 初 期 按 采 掘 涌 出 量 之 和 的 20% 计, 后 期 按 采 掘 涌 出 量 之 和 的 30% 计 矿 井 瓦 斯 涌 出 量 的 大 小, 随 煤 层 开 发 强 度 配 采 关 系 开 采 顺 序 的 不 同 而 变 化 依 据 开 拓 开 采 设 计 中 的 采 区 接 替 顺 序 和 工 作 面 接 续 关 系, 预 计 矿 井 不 同 时 期 的 瓦 斯 涌 出 量 结 果 见 下 表 : 表 格 9 达 产 时 矿 井 瓦 斯 涌 出 量 预 计 产 工 作 面 日 产 量 瓦 斯 涌 出 量 (t) 相 对 量 (m 3 /t) 绝 对 量 (m 3 /min) 一 采 煤 瓦 斯 涌 出 量 1 M16 煤 层 综 采 工 作 面 采 煤 合 计 / 61

21 二 掘 进 瓦 斯 涌 出 量 1 M16 煤 综 掘 面 ( 轨 道 顺 槽 ) M16 煤 综 掘 面 ( 皮 带 顺 槽 ) 掘 进 合 计 三 采 空 区 瓦 斯 涌 出 所 占 比 例 0.20 四 全 矿 井 合 计 表 格 10 后 期 矿 井 瓦 斯 涌 出 量 预 计 配 产 工 作 面 一 采 煤 瓦 斯 涌 出 量 日 产 量 (t) 相 对 量 (m 3 /t) 瓦 斯 涌 出 量 绝 对 量 (m 3 /min) 1 M16 煤 层 综 采 工 作 面 M18 煤 层 综 采 工 作 面 采 煤 合 计 二 掘 进 瓦 斯 涌 出 量 1 M16 煤 综 掘 面 ( 轨 道 顺 槽 ) M16 煤 综 掘 面 ( 皮 带 顺 槽 ) M18 煤 综 掘 面 ( 轨 道 顺 槽 ) M18 煤 综 掘 面 ( 皮 带 顺 槽 ) 掘 进 合 计 三 采 空 区 瓦 斯 涌 出 所 占 比 例 0.30 四 全 矿 井 合 计 从 预 计 结 果 可 见, 达 产 时 的 矿 井 瓦 斯 相 对 涌 出 量 为 16.36m 3 /t, 绝 对 涌 出 量 为 m 3 /min 根 据 实 际 的 抽 采 数 据, 目 前 的 绝 对 涌 出 量 约 为 m 3 /min, 接 近 这 个 理 论 预 测 值 鉴 于 煤 矿 尚 未 达 产 (2010 年 产 量 接 近 100 万 吨 ), 目 前 的 抽 采 量 会 进 一 步 提 高 而 表 10 显 示 的 是 煤 矿 达 到 年 产 240 万 吨 产 量 时 的 瓦 斯 抽 采 量 目 前 煤 矿 何 时 能 达 到 这 个 产 能 尚 未 知, 因 此 本 报 告 不 包 括 这 个 部 分 潜 在 的 瓦 斯 资 源 与 利 用 途 径 瓦 斯 抽 放 和 利 用 现 状 抽 放 现 状 作 为 国 有 大 中 型 煤 矿, 青 龙 矿 井 自 2004 年 底 试 投 入 运 行 以 来, 便 一 并 启 用 了 矿 井 通 风 系 统 瓦 斯 抽 放 系 统 瓦 斯 监 测 监 控 系 统 矿 井 的 设 计 原 则 是, 涌 出 瓦 斯 的 45% 通 过 通 风 系 统 排 放, 其 余 的 55% 将 通 过 瓦 斯 抽 放 系 统 抽 采 根 据 这 一 原 则, 矿 井 瓦 斯 抽 放 站 安 装 了 两 套 地 面 永 久 抽 放 系 统, 共 配 有 四 台 抽 放 泵 一 套 为 高 负 压, 配 备 两 台 220 千 瓦 高 负 压 SKA420 抽 放 泵, 每 分 钟 抽 放 瓦 斯 9 立 方 米 ; 另 外 一 套 为 低 负 压, 采 用 280 千 瓦 SKA500 水 环 式 瓦 斯 抽 放 泵 两 台, 一 台 使 用, 一 台 备 用, 每 分 钟 21 / 61

22 抽 放 瓦 斯 10 立 方 米 此 外, 青 龙 矿 共 敷 设 瓦 斯 抽 放 管 路 1.36 万 米, 打 抽 放 钻 孔 万 米 井 下 高 浓 度 瓦 斯 抽 放 系 统 选 用 直 径 560 毫 米 的 铁 管 作 为 矿 井 抽 放 主 管 路, 采 用 直 径 200~315 毫 米 的 PE 管 作 为 干 管 低 浓 度 瓦 斯 抽 放 系 统 采 用 直 径 720 毫 米 的 铁 管 作 为 矿 井 抽 放 主 管 路, 采 用 直 径 300~400 毫 米 的 PE 管 或 铁 管 作 为 干 管, 保 证 了 矿 井 瓦 斯 抽 放 的 流 量 高 负 压 瓦 斯 抽 放 系 统 的 瓦 斯 抽 放 浓 度 长 期 保 持 在 24~30% 范 围, 瓦 斯 抽 放 纯 流 量 在 18~ 20m 3 /min(100% 的 纯 瓦 斯 ) 低 负 压 瓦 斯 抽 放 系 统 的 瓦 斯 抽 放 浓 度 长 期 保 持 在 8~10% 范 围, 瓦 斯 抽 放 纯 流 量 在 12~15m 3 /min(100% 的 纯 瓦 斯 ) 根 据 青 龙 煤 矿 提 供 的 抽 采 瓦 斯 和 通 风 瓦 斯 数 据 收 集 表 格, 从 2008 年 1 月 份 到 2009 年 12 月 份, 两 年 间, 瓦 斯 浓 度 集 中 在 20%~27%, 非 常 稳 定 2010 年, 高 负 压 抽 采 瓦 斯 浓 度 基 本 稳 定 在 25% 以 上, 流 量 范 围 为 15~20 m 3 /min; 低 负 压 抽 采 瓦 斯 浓 度 在 8%~11% 范 围, 流 量 范 围 为 10~14 m 3 /min 现 在 高 负 压 泵 满 负 荷 运 行,2011 年 计 划 新 增 1 台 SKA670 抽 放 泵, 扩 建 后 的 抽 放 站 年 抽 排 量 可 保 证 达 到 2000 万 m 3 青 龙 煤 矿 瓦 斯 气 体 的 成 分 见 下 表, 数 据 来 自 2010 年 和 2009 年 8 次 取 样 的 平 均 值 表 格 11 青 龙 煤 矿 瓦 斯 气 体 成 分 分 析 表 取 气 地 点 气 体 成 分 % 瓦 斯 二 氧 化 碳 一 氧 化 碳 氧 气 乙 烯 乙 烷 乙 炔 其 它 高 负 压 低 负 压 瓦 斯 利 用 现 状 目 前 的 利 用 方 式 为 瓦 斯 发 电 现 有 3400KW 装 机 容 量 的 瓦 斯 发 电 厂, 机 组 分 别 为 4 台 500KW( 低 浓 度 机 组 ) 2 台 700KW( 高 浓 度 机 组 ) 2009 年 瓦 斯 抽 放 量 为 万 m 3, 瓦 斯 发 电 利 用 万 m 3, 剩 余 量 为 万 m 年 抽 放 量 累 计 1622 万 m 3, 瓦 斯 发 电 仅 利 用 约 511 万 m 3, 仍 有 1100 万 m 3 没 有 利 用 高 浓 度 瓦 斯 发 电 机 组 对 气 源 的 质 量 要 求 较 高, 因 而 发 电 的 稳 定 性 反 而 比 低 浓 度 瓦 斯 机 组 要 差 青 龙 煤 矿 的 管 理 层 甚 至 考 虑 将 高 浓 度 瓦 斯 发 电 机 组 改 造 为 使 用 低 浓 度 瓦 斯 煤 矿 的 瓦 斯 抽 采 量 利 用 量 发 电 量 统 计 见 下 表 22 / 61

23 表 格 12 青 龙 煤 矿 年 度 进 尺 瓦 斯 抽 放 量 瓦 斯 发 电 利 用 量 统 计 年 份 采 煤 量 ( 吨 ) 钻 场 个 数 ( 个 ) 钻 孔 个 数 ( 个 ) 进 尺 (m) 抽 放 量 ( 万 m 3 ) 高 负 压 低 负 压 合 计 2004 年 年 发 电 量 ( 万 度 ) 2006 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 瓦 斯 利 用 量 ( 万 m 3 ) 注 : 年 为 预 测 量 由 上 表 所 示, 扣 除 掉 煤 矿 发 电 所 利 用 的 瓦 斯, 每 年 还 有 1000 万 立 方 以 上 的 瓦 斯 可 能 会 得 以 利 用 煤 矿 业 主 正 在 考 虑 增 加 2 台 发 电 机 组, 即 使 如 此, 在 未 来 几 年, 还 是 会 有 大 量 的 富 余 瓦 斯 被 排 放 对 此, 煤 矿 业 主 并 没 有 具 体 的 计 划 来 利 用 这 些 瓦 斯, 但 欢 迎 其 他 企 业 和 煤 矿 合 作 投 资 开 发 利 用 瓦 斯 4 贵 州 能 源 生 产 和 消 费 本 章 节 简 要 介 绍 贵 州 的 能 源 生 产 和 消 费 情 况, 重 点 为 贵 州 的 煤 炭 天 然 气 电 力 市 场, 其 目 的 是 为 煤 矿 瓦 斯 的 利 用 方 式 提 供 一 个 讨 论 的 背 景 本 章 节 的 详 细 内 容 请 参 考 本 项 目 的 总 报 告 4.1 能 源 生 产 煤 炭 是 贵 州 最 主 要 的 能 源 种 类, 在 2005 至 2009 年 期 间, 在 能 源 生 产 中 所 占 比 例 均 在 85% 以 上 ( 见 图 3 和 图 4) 图 表 3 贵 州 省 2005~2009 能 源 生 产 量 构 成 图 23 / 61

24 图 表 4 贵 州 省 能 源 生 产 量 构 成 比 例 示 意 图 4.2 能 源 消 费 根 据 中 国 统 计 年 鉴 2009, 煤 炭 占 中 国 能 源 消 费 总 量 的 68.7%, 以 煤 为 主 的 能 源 消 费 结 构 难 以 根 本 改 变, 对 产 煤 大 省 贵 州 而 言, 这 一 特 点 尤 为 明 显 根 据 贵 州 统 计 年 鉴 2010, 2005 年 ~2009 年 期 间 全 省 煤 炭 消 费 占 能 源 终 端 消 费 总 量 55% 以 上 ( 见 图 5 及 6) 图 表 5 贵 州 省 能 源 终 端 消 费 构 成 图 ( 万 吨 标 煤 ) 24 / 61

25 图 表 6 贵 州 省 能 源 终 端 消 费 构 成 比 例 示 意 图 从 上 图 可 见, 煤 炭 是 贵 州 省 主 体 能 源, 以 后 较 长 时 期 内 以 煤 为 主 的 能 源 格 局 不 会 改 变, 煤 炭 需 求 还 将 持 续 增 长 4.3 贵 州 煤 炭 市 场 概 览 贵 州 省 煤 炭 消 费 及 需 求 预 测 根 据 贵 州 统 计 年 鉴 提 供 的 数 据,2009 年 全 省 煤 炭 消 费 总 量 为 万 t, 其 中 电 力 行 业 所 占 比 重 最 大, 为 35.5% 各 行 业 煤 炭 消 费 所 占 比 例 可 见 图 7 根 据 各 行 业 发 展 规 划, 预 测 十 二 五 期 间 各 行 业 能 源 消 费 情 况 详 见 下 表 4 图 表 7 贵 州 省 2009 年 各 行 业 能 源 消 费 比 例 示 意 图 34.35% 电 力 行 业 35.50% 化 工 行 业 冶 金 行 业 建 材 行 业 民 用 及 其 他 调 出 量 10.69% 7.25% 6.87% 5.34% 4 调 出 量 是 指 输 出 到 外 省 ( 区 市 ) 的 煤 炭 量 贵 州 省 周 边 地 区 ( 重 庆 四 川 云 南 广 东 广 西 海 南 云 南 湖 北 湖 南 等 ) 多 为 煤 炭 资 源 贫 乏 的 调 入 地 区, 由 贵 州 省 调 入 比 北 煤 南 运 可 节 省 相 当 可 观 的 运 输 费 用 25 / 61

26 表 格 13 十 二 五 贵 州 省 煤 炭 需 求 量 预 测 表 ( 单 位 : 万 吨 ) 十 一 煤 炭 消 费 量 五 十 二 五 ( 规 划 ) 展 望 电 力 行 业 化 工 行 业 冶 金 行 业 建 材 行 业 民 用 及 其 它 省 内 需 求 合 计 调 出 量 * 煤 炭 需 求 总 计 * 调 出 量 中 含 焦 炭 产 品 调 出 所 折 合 的 原 煤 调 出 量 综 合 以 上 图 表 分 析 可 得 出 如 下 结 论 : (1) 电 煤 仍 是 未 来 煤 炭 需 求 增 长 的 重 要 因 素 ; 新 型 煤 化 工 发 展 是 未 来 煤 炭 需 求 重 要 的 增 长 点 (2) 煤 炭 需 求 预 测 考 虑 了 技 术 进 步 带 来 的 节 能 因 素, 但 留 有 一 定 余 地, 如 节 能 达 到 预 期 效 果, 需 求 量 将 会 有 所 减 少 贵 州 煤 炭 供 需 平 衡 分 析 贵 州 省 现 有 矿 井 生 产 能 力 及 产 量 预 测 可 见 表 14, 煤 炭 供 需 平 衡 可 见 表 15 从 表 14 可 以 看 出, 在 十 一 五 期 间 和 末 期, 年 产 量 低 于 30 万 吨 的 煤 矿 是 主 流 煤 矿, 是 主 要 的 煤 炭 生 产 矿 井 ; 经 过 十 二 五 的 调 整 到 2015 年, 年 产 量 大 于 30 万 吨 的 煤 矿 将 成 为 主 流 煤 矿, 年 产 量 低 于 30 万 吨 的 煤 矿 产 能 大 幅 降 低 从 表 15 中 可 以 看 出, 按 照 现 有 在 籍 矿 井 及 截 止 2009 年 底 在 建 煤 矿 的 产 量 安 排,2009 年 供 需 基 本 保 证 平 衡, 十 二 五 末 (2015 年 ) 供 需 平 衡 差 为 万 t; 十 三 五 末 (2020 年 ) 供 需 平 衡 差 为 万 t, 煤 炭 供 需 在 此 期 间 呈 现 进 一 步 扩 大 的 趋 势, 需 求 大 幅 增 加 表 格 14 贵 州 省 现 有 煤 炭 生 产 能 力 及 产 量 预 测 项 目 数 量 ( 对 ) 生 产 能 力 产 量 ( 万 t) ( 万 t/a) 现 有 煤 矿 万 其 t/a 中 < 30 万 t/a 表 格 15 贵 州 省 煤 炭 供 需 平 衡 现 状 及 预 测 项 目 煤 炭 需 求 量 ( 万 吨 ) / 61

27 煤 炭 现 有 煤 矿 供 给 在 建 矿 井 ( 截 止 2009) 量 ( 万 吨 ) 合 计 供 需 平 衡 差 ( 万 吨 ) 青 龙 煤 矿 的 区 域 煤 炭 市 场 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 主 要 供 给 位 于 黔 西 县 的 黔 西 电 厂, 距 离 煤 矿 19 公 里, 装 机 容 量 为 120 万 千 瓦 (4 x 300 MW), 于 2006 年 年 底 建 成, 年 消 耗 电 煤 300 万 吨 目 前 该 电 厂 正 准 备 扩 建 两 台 66 万 千 瓦 级 的 超 临 界 机 组, 项 目 前 期 工 作 现 已 经 启 动 除 了 附 近 的 黔 西 电 厂 以 外, 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 销 售 市 场 还 包 括 位 于 大 方 县 的 大 方 电 厂, 该 电 厂 距 煤 矿 约 70 公 里 大 方 电 厂 一 期 发 电 装 机 容 量 为 120 万 千 瓦 (4 x 300 MW), 是 由 中 国 华 电 集 团 公 司 贵 州 中 水 能 源 发 展 有 限 公 司 和 山 东 兖 矿 集 团 ( 贵 州 能 化 ) 三 家 分 别 投 资 45% 30% 和 25% 建 设 的 大 型 火 力 发 电 企 业 该 电 厂 于 2003 年 8 月 13 日 开 工 建 设, 于 2007 年 11 月 建 成 投 产, 每 年 消 耗 无 烟 煤 300 万 吨 2010 年 12 月, 大 方 电 厂 二 期 2 660MW 超 临 界 燃 煤 机 组 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告 通 过 审 查, 预 计 2014 年 建 成 投 产 从 当 地 的 电 厂 需 求 来 看, 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 不 存 在 煤 炭 销 售 市 场 的 问 题, 价 格 将 是 主 要 的 市 场 因 素 目 前 青 龙 煤 矿 的 煤 炭 以 大 约 300 元 / 吨 的 价 格 稳 定 销 售 给 黔 西 电 厂 这 一 价 格 对 煤 矿 而 言 是 偏 低 的, 但 电 煤 的 价 格 往 往 取 决 于 当 地 政 府 的 调 控, 煤 矿 的 议 价 能 力 较 弱 因 此 在 这 些 地 方 电 厂 稳 定 生 产 的 情 况 下, 青 龙 煤 矿 也 将 会 稳 定 出 煤 供 给 电 厂 4.4 贵 州 燃 气 市 场 燃 气 消 费 截 至 到 2009 年, 全 省 城 市 燃 气 供 应 量 为 : 焦 炉 煤 气 3.0 亿 m3/ 年, 天 然 气 ( 不 含 赤 天 化 化 肥 生 产 用 气 )5000 万 m3/ 年, 液 化 石 油 气 8.2 万 吨 / 年 全 省 用 气 人 口 共 计 358 万 人 ( 贵 州 省 总 人 口 约 4000 万 ), 其 中 液 化 石 油 气 占 47.49%, 人 工 煤 气 占 49.38%, 天 然 气 占 3.13% 具 体 数 据 详 见 表 16 表 格 年 贵 州 省 用 气 人 口 表 序 号 气 源 气 化 城 市 气 化 人 口 ( 万 人 ) 所 占 比 例 1 人 工 煤 气 % 1.1 焦 炉 煤 气 贵 阳 / 61

28 清 镇 10.5 六 盘 水 天 然 气 % 2.1 天 然 气 贵 阳 1.1 遵 义 2.1 遵 义 县 0.13 安 顺 0.06 都 匀 0.06 仁 怀 0.1 兴 义 0.07 毕 节 0.28 凯 里 0.3 赤 水 矿 井 气 六 枝 液 化 石 油 气 % 3.1 钢 瓶 LPG 全 省 管 道 LPG 铜 仁 0.14 惠 水 0.11 黔 西 0.42 瓮 安 0.21 遵 义 1.05 湄 潭 / 61

29 合 计 % 燃 气 需 求 预 测 贵 州 燃 气 市 场 的 主 要 需 求 构 成 如 下 : 1. 城 镇 居 民 生 活 燃 气 需 求 : 主 要 为 居 民 炊 事 和 生 活 用 水 加 热, 是 优 先 安 排 和 保 证 连 续 稳 定 供 气 的 对 象 天 然 气 价 格 低 廉 热 值 高 安 全 和 环 保 性 能 好, 是 民 用 燃 气 的 首 选 燃 料 十 二 五 期 间 居 民 耗 气 定 额 为 MJ/ 人 年 ( 即 2090MJ/ 人 年 ) 2. 商 业 公 建 用 户 燃 气 需 求 : 包 括 城 乡 居 民 区 配 套 的 公 共 建 筑 设 施 ( 如 宾 馆 学 校 等 ) 机 关 科 研 机 构 等 的 生 产 经 营 及 生 活 用 气 3. 工 业 用 户 燃 气 需 求 : 这 包 括 用 燃 气 代 替 燃 煤, 用 于 工 厂 采 暖 和 生 产 用 锅 炉 以 及 热 电 厂 锅 炉 的 燃 料 替 代, 工 艺 生 产 ( 如 烟 叶 烘 干 陶 瓷 生 产 等 ) 所 需 的 热 能 供 应, 和 作 为 化 工 燃 料 的 燃 气 需 求 ( 如 以 甲 烷 为 原 料 生 产 化 工 产 品 ) 4. 燃 气 汽 车 用 户 需 求 : 在 十 二 五 期 间, 贵 州 省 燃 气 集 团 在 考 虑 了 城 市 规 模 等 因 素 后, 重 点 考 虑 和 规 划 了 燃 气 汽 车 用 户 ( 贵 州 省 贵 阳 市 遵 义 市 等 其 他 7 个 地 州 市 中 心 城 市 ) 的 发 展 量 表 格 17 贵 州 十 二 五 期 间 燃 气 用 气 量 需 求 预 测 全 省 各 类 燃 气 用 户 用 气 量 ( 亿 立 方 米 / 年 ) 民 用 公 建 工 业 汽 车 各 类 用 户 总 和 地 区 贵 阳 毕 节 其 他 地 区 合 计 注 : 本 表 中 贵 阳 和 毕 节 两 个 地 区 单 列, 是 因 为 它 们 是 距 离 青 龙 煤 矿 最 近 的 供 气 区 该 表 显 示, 在 此 其 间 工 业 和 民 用 燃 气 需 求 的 增 长 将 尤 为 强 劲 详 见 下 图 29 / 61

30 图 表 年 贵 州 省 用 气 量 预 测 分 析 图 20% 19% 5% 25% 31% 居 民 用 户 公 建 用 户 工 业 用 户 汽 车 用 户 未 预 见 量 图 表 年 贵 州 省 用 气 量 预 测 分 析 图 4% 5% 70% 10% 11% 居 民 用 户 公 建 用 户 工 业 用 户 汽 车 用 户 未 预 见 量 而 汽 车 用 气 量 从 2011 年 到 2015 年 的 增 长 很 小 其 原 因 可 能 是 : 由 于 贵 州 缺 乏 天 然 气 资 源, 因 此 规 划 是 按 照 贵 州 天 然 气 公 司 能 够 确 保 提 供 的 量 来 设 计 由 于 汽 车 燃 气 不 是 供 气 重 点, 因 此 在 气 源 有 限 的 情 况 下, 会 优 先 考 虑 供 应 重 点 领 域, 比 如 民 用 工 业 等 这 并 不 意 味 着 汽 车 燃 气 没 有 市 场, 相 反, 是 有 限 的 资 源 限 制 了 市 场 的 大 小 贵 州 省 汽 车 用 气 量 的 预 测 见 表 18 城 市 类 型 表 格 18 贵 州 省 汽 车 用 户 用 气 量 预 测 表 用 气 量 汽 车 数 量 ( 辆 ) 单 台 用 气 ( 亿 立 方 米 / 年 ) 量 ( 立 方 米 / 天 ) 贵 阳 公 交 车 出 租 车 遵 义 公 交 车 出 租 车 安 顺 公 交 车 出 租 车 / 61

31 都 匀 公 交 车 出 租 车 六 盘 水 公 交 车 出 租 车 凯 里 公 交 车 出 租 车 兴 义 公 交 车 出 租 车 毕 节 公 交 车 出 租 车 铜 仁 公 交 车 出 租 车 合 计 燃 气 供 应 根 据 贵 州 燃 气 集 团 的 规 划, 天 然 气 将 成 为 贵 州 燃 气 的 重 要 来 源 之 一, 天 然 气 将 来 自 中 缅 油 气 长 输 管 道 ( 预 计 2013 年 向 贵 州 供 气 ) 以 及 中 卫 - 贵 阳 输 气 管 道 ( 预 计 2012 年 向 贵 州 供 气 ) 预 计 2015 年 贵 州 省 长 输 管 道 天 然 气 供 应 量 达 到 17.5 亿 立 方 米 另 外, 贵 州 省 天 然 气 公 司 中 石 油 其 它 企 业 在 贵 州 供 应 的 液 化 天 然 气 量 每 年 约 有 3.76 亿 立 方 米, 压 缩 天 然 气 量 每 年 约 有 0.11 亿 立 方 米 其 它 燃 气 来 源 包 括 人 工 煤 气 液 化 石 油 气 等 预 计 2015 年 的 气 源 供 应 总 量 仅 亿 立 方 米, 而 全 省 燃 气 的 需 求 量 预 计 为 亿 立 方 米, 存 在 巨 大 缺 口 煤 矿 瓦 斯 如 果 能 提 纯 制 成 CNG/LNG, 必 能 在 一 定 区 域 内 作 为 天 然 气 的 重 要 补 充 气 源, 如 果 价 格 有 竞 争 力, 贵 州 本 身 就 成 为 一 个 巨 大 的 市 场 4.5 电 力 市 场 贵 州 电 力 市 场 现 状 截 止 2010 年 末, 贵 州 电 网 统 调 发 电 装 机 总 容 量 万 千 瓦, 其 中 水 电 装 机 万 千 瓦, 占 总 装 机 的 37%, 火 电 装 机 万 千 瓦, 占 总 装 机 的 63% 见 表 19 表 格 19 贵 州 电 网 统 调 机 组 装 机 容 量 情 况 表 ( 单 位 : 万 千 瓦 ) 火 电 厂 名 称 装 机 容 量 水 电 厂 名 称 装 机 容 量 安 顺 电 厂 120 大 花 水 电 厂 20 毕 节 热 电 厂 30 东 风 电 厂 69.5 大 方 电 厂 120 董 菁 电 站 88 大 龙 电 厂 60 格 里 桥 电 站 / 61

32 发 电 量 单 位 : 亿 千 瓦 时 发 耳 电 厂 240 构 皮 滩 电 厂 300 贵 阳 电 厂 40 光 照 电 站 104 金 沙 电 厂 50 红 枫 电 厂 26.7 纳 雍 二 电 厂 120 洪 家 渡 电 厂 60 纳 雍 一 电 厂 120 普 定 电 站 8.4 盘 南 电 厂 240 思 林 电 站 105 盘 县 电 厂 60 索 风 营 电 厂 60 黔 北 电 厂 120 乌 江 电 厂 125 黔 西 电 厂 120 引 子 渡 电 厂 36 清 镇 电 厂 40 小 计 习 水 电 厂 54 鸭 溪 电 厂 120 野 马 寨 电 厂 60 小 计 1714 共 计 贵 州 省 近 几 年 来 的 发 电 量 见 图 10:( 数 据 来 源 : 贵 州 年 鉴 ) 图 表 10 贵 州 省 近 几 年 发 电 量 一 览 贵 州 省 近 几 年 发 电 量 一 览 年 度 作 为 西 电 东 送 的 重 要 省 份, 贵 州 近 年 来 的 送 电 量 见 图 / 61

33 发 电 量 单 位 : 亿 千 瓦 时 图 表 11 贵 州 省 西 电 东 送 电 量 贵 州 省 西 电 东 送 电 量 年 度 贵 州 电 力 市 场 预 测 近 年 来, 随 着 贵 州 地 方 经 济 的 持 续 快 速 发 展, 对 电 力 的 需 求 持 续 旺 盛, 迫 切 需 新 建 或 扩 建 一 批 能 源 综 合 利 用 发 电 项 目, 以 缓 解 本 地 区 的 供 用 电 矛 盾 拉 动 电 力 需 求 的 因 素 除 了 省 域 经 济 继 续 保 持 上 升 态 势, 还 有 随 着 城 镇 化 发 展 和 城 乡 居 民 生 活 水 平 不 断 提 高, 居 民 消 费 结 构 的 升 级 虽 然 科 技 进 步 环 境 保 护 及 节 能 降 耗 对 火 电 需 求 有 抑 制 作 用, 但 能 源 原 材 料 重 化 工 业 在 贵 州 省 经 济 发 展 中 的 比 重 还 将 加 大, 因 此 预 测 全 省 电 力 需 求 呈 上 升 趋 势 另 外, 预 计 在 十 二 五 期 间, 南 方 电 网 其 他 省 区 能 源 需 求 也 将 拉 动 贵 州 电 力 需 求 ( 见 下 图 ) 图 表 12 贵 州 省 电 力 需 求 预 测 33 / 61

34 4.5.3 贵 州 电 力 调 度 和 定 价 贵 州 地 区 为 南 方 电 网 所 覆 盖 中 国 南 方 电 网 有 限 责 任 公 司 于 2002 年 12 月 29 日 正 式 挂 牌 成 立 并 开 始 运 作, 为 五 大 国 家 区 域 电 网 之 一 公 司 经 营 范 围 为 广 东 省 广 西 省 云 南 省 贵 州 省 和 海 南 省 五 省 ( 区 ), 负 责 投 资 建 设 和 经 营 管 理 南 方 区 域 电 网, 经 营 相 关 的 输 配 电 业 务 中 国 目 前 的 电 价 体 系 ( 包 括 销 售 电 价 和 发 电 厂 的 上 网 电 价 ), 原 则 上 是 以 省 级 电 网 为 单 位, 按 网 核 价, 一 省 制 定 一 个 价 位 由 发 改 委 核 定 并 发 布, 电 网 企 业 发 电 企 业 用 户 严 格 遵 照 执 行 目 前 贵 州 火 电 上 网 电 价 基 本 为 元 / 千 瓦 时, 水 电 上 网 电 价 为 元 / 千 瓦 时 电 网 的 电 力 销 售 价 格 根 据 用 户 有 所 不 同, 工 业 用 户 如 煤 矿 的 平 均 电 价 约 为 元 / 千 瓦 时 之 间, 价 格 的 变 化 和 实 际 用 电 量 有 关, 用 的 电 量 越 大, 电 价 越 便 宜 煤 矿 瓦 斯 发 电 厂 的 市 场 潜 力 从 上 文 可 见, 贵 州 进 入 电 网 调 度 的 电 厂 都 是 大 型 火 电 或 者 水 电, 由 于 贵 州 煤 矿 瓦 斯 量 的 限 制, 实 现 大 规 模 瓦 斯 发 电 上 网 的 可 能 性 非 常 小 因 此, 从 供 电 量 到 供 电 的 稳 定 性 来 说, 电 网 公 司 肯 定 是 倾 向 于 购 买 大 型 火 电 或 者 水 电 站 的 电 力 但 为 了 促 进 煤 矿 瓦 斯 的 利 用, 中 国 政 府 制 定 了 鼓 励 瓦 斯 发 电 以 及 上 网 的 优 惠 政 策 : 瓦 斯 电 厂 所 发 电 量 原 则 上 应 优 先 在 本 矿 区 内 自 发 自 用 ; 需 要 上 网 的 富 余 电 量, 电 网 企 业 不 仅 要 优 先 安 排 上 网 销 售, 还 须 为 接 入 系 统 提 供 各 种 便 利 条 件, 投 资 建 设 电 网 至 公 共 联 结 点 的 工 程 ; 瓦 斯 发 电 上 网 电 价 按 照 生 物 质 发 电 上 网 价 格 结 算, 每 度 电 在 2005 年 脱 硫 标 杆 电 价 的 基 础 上 补 贴 0.25 元 如 果 按 照 这 个 政 策 执 行, 瓦 斯 电 厂 的 经 济 效 益 是 很 可 观 的, 煤 矿 会 有 足 够 的 积 极 性 来 充 分 利 用 瓦 斯 发 电 但 是 很 遗 憾, 目 前 已 知 贵 州 仅 有 一 个 瓦 斯 电 厂 ( 盘 县 红 果 煤 矿 瓦 斯 发 电 厂 ) 获 得 了 贵 州 省 物 价 局 对 其 发 电 上 网 电 价 的 核 准, 电 价 为 元 / 千 瓦 时 ( 黔 价 格 [2010]48 号 ) 其 余 瓦 斯 电 站 在 设 计 之 初 就 仅 以 满 足 煤 矿 自 用 电 为 目 的, 并 没 有 考 虑 发 电 上 网 这 个 实 际 情 况 造 成 煤 矿 有 大 量 富 余 瓦 斯 不 能 得 到 充 分 利 用 造 成 这 个 现 象 的 主 要 原 因 如 下 : 国 家 发 改 委 文 件 ( 发 改 能 源 号 ) 中 规 定 : 高 于 当 地 脱 硫 燃 煤 机 组 标 杆 上 网 电 价 的 差 额 部 分, 通 过 提 高 煤 层 气 ( 煤 矿 瓦 斯 ) 电 厂 所 在 省 级 电 网 销 售 电 价 解 决, 但 迄 今 为 止 贵 州 省 仍 未 出 台 相 应 的 提 价 补 贴 办 法, 销 售 电 量 中 附 加 的 可 再 生 能 源 电 价 附 加 费 已 上 交 国 家, 目 前 煤 层 气 发 电 上 网 电 价 和 销 售 电 价 的 倒 挂 差 额 部 分 由 身 为 企 业 的 贵 州 电 网 公 司 承 担, 而 这 显 然 不 是 长 久 之 计, 而 且 会 影 响 贵 州 电 网 公 司 对 煤 层 气 上 网 发 电 的 积 极 主 动 性 煤 层 气 发 电 上 网 的 手 续 需 要 到 发 改 委 电 监 办 规 划 局 物 价 局 环 保 局 国 土 局 供 电 局 等 较 多 部 门, 手 续 较 为 复 杂, 煤 矿 企 业 存 在 畏 难 心 理 目 前 全 省 整 体 和 各 煤 矿 企 业 缺 乏 煤 层 气 综 合 利 用 规 划, 已 有 煤 层 气 电 厂 均 为 煤 矿 企 业 自 行 建 设, 没 有 归 口 管 理 部 门 统 一 管 理 特 别 是 地 方 小 煤 矿, 虽 然 部 分 煤 矿 有 建 设 意 愿, 但 对 煤 层 气 发 电 的 基 本 状 况 及 自 身 煤 矿 瓦 斯 基 本 情 况 不 了 解, 未 开 展 煤 层 气 发 电 上 网 相 关 工 作 部 分 煤 层 气 发 电 企 业 建 设 未 按 正 常 渠 道 办 理 核 准 手 续, 未 按 国 家 基 本 建 设 程 序 完 成 可 行 向 政 府 报 批 向 供 电 企 业 并 网 申 请 签 订 意 向 性 并 网 协 议 设 计 接 入 电 网 设 计 审 查 34 / 61

35 合 规 施 工 验 收 等 工 作, 电 网 企 业 难 以 及 时 掌 握 其 生 产 运 行 实 际 情 况, 导 致 延 误 或 影 响 发 电 企 业 及 时 接 入 部 分 煤 层 气 发 电 企 业 受 气 源 总 量 和 采 集 手 段 的 限 制, 瓦 斯 浓 度 稳 定 性 差, 造 成 发 电 机 组 运 行 不 稳 定, 机 组 启 停 频 繁, 运 行 可 靠 性 差, 给 煤 矿 的 安 全 生 产 及 电 网 的 安 全 稳 定 运 行 带 来 较 大 隐 患, 给 电 网 的 正 常 运 行 和 调 度 管 理 增 加 难 度 根 据 对 青 龙 煤 矿 管 理 层 的 访 谈, 上 述 因 素 限 制 了 煤 矿 的 积 极 性 增 加 发 电 机 组 来 充 分 利 用 多 余 的 瓦 斯 煤 矿 确 实 计 划 增 加 2 台 发 电 机 组, 进 一 步 增 加 自 供 电 量, 达 到 发 电 基 本 能 够 满 足 煤 矿 的 需 求 因 此, 如 果 在 青 龙 煤 矿 要 考 虑 发 电 方 案, 必 须 实 现 发 电 上 网 5 瓦 斯 利 用 的 技 术 方 案 煤 矿 瓦 斯 的 主 要 成 分 是 甲 烷, 其 热 值 与 天 然 气 相 当 5, 可 以 与 天 然 气 混 输 混 用 而 且, 瓦 斯 燃 烧 后 很 几 乎 不 产 生 任 何 废 气, 是 既 清 洁 又 便 宜 的 工 业 化 工 发 电 和 居 民 生 活 燃 料 煤 矿 瓦 斯 的 热 值 决 定 其 潜 在 的 利 用 价 值, 而 热 值 跟 甲 烷 (CH4) 含 量 有 关, 即 煤 矿 瓦 斯 的 利 用 方 式 很 大 程 度 上 取 决 于 瓦 斯 浓 度 5.1 利 用 方 式 概 览 煤 矿 瓦 斯 利 用 方 式 的 评 估, 不 仅 要 考 虑 抽 采 瓦 斯 所 含 甲 烷 的 浓 度 和 稳 定 性 等 化 学 物 理 特 征, 还 要 考 虑 该 利 用 方 式 所 处 的 社 会 经 济 环 境 的 影 响, 并 无 普 适 的 标 准 应 基 于 气 源 分 析, 综 合 考 虑 当 地 的 资 源 开 采 条 件 市 场 环 境 和 法 律 法 规 等, 因 地 制 宜 地 选 择 利 最 适 宜 的 利 用 方 式 在 国 际 上, 由 于 气 源 禀 赋 和 运 营 环 境 上 存 在 国 别 差 异, 业 内 对 某 些 瓦 斯 利 用 方 式 的 经 济 安 全 性 的 看 法 不 尽 相 同 比 如, 甲 烷 市 场 化 合 作 计 划 有 效 抽 采 及 利 用 煤 矿 区 煤 层 气 最 佳 实 施 方 案 指 南 ( 下 称 方 案 指 南 ) 将 瓦 斯 利 用 项 目 分 为 中 / 高 浓 度 (30%-100%) 和 低 浓 度 (< 30%) 两 类 ; 认 为 低 浓 度 瓦 斯, 由 于 其 在 输 送 过 程 中 存 在 爆 炸 风 险, 只 能 销 毁 或 提 纯 为 高 浓 度 瓦 斯 后 方 可 加 以 利 用 在 我 国 60% 以 上 的 瓦 斯 是 含 甲 烷 25% 以 下 的 低 浓 度 瓦 斯 针 对 这 一 国 情, 我 国 开 发 出 的 低 浓 度 瓦 斯 发 电 技 术, 为 越 来 越 多 的 煤 矿 企 业 采 用, 其 经 济 安 全 性 也 为 实 践 所 证 明 ; 中 国 政 府 发 布 了 低 浓 度 瓦 斯 利 用 的 安 全 标 准, 实 质 上 认 可 了 这 种 利 用 方 式 6 方 案 指 南 对 全 球 240 个 正 在 运 营 中 或 尚 在 建 设 规 划 中 的 瓦 斯 利 用 项 目 做 了 考 察, 归 纳 出 甲 烷 浓 度 在 30%-100% 的 煤 矿 瓦 斯 的 潜 在 用 途 包 括 :1) 作 为 炼 钢 炉 窑 炉 和 锅 炉 的 燃 料 ;2) 作 为 内 燃 机 或 汽 轮 机 发 电 的 燃 料 ;3) 注 入 天 然 气 管 道, 作 为 燃 气 配 送 ;4) 作 为 5 具 体 说, 每 标 方 煤 矿 瓦 斯 的 热 值 相 当 于 1.13kg 汽 油 1.21kg 标 准 煤, 相 当 于 9.5 度 电 1 升 柴 油 接 近 0.8kg 液 化 石 油 气 1.1~1.2 升 汽 油 6 需 要 指 出 的 是, 方 案 指 南 界 定 高 浓 度 瓦 斯 和 低 浓 度 瓦 斯 的 标 准 与 我 国 过 去 的 煤 矿 安 全 规 范 所 采 用 的 界 定 标 准 有 所 不 同 过 去, 我 国 的 煤 矿 安 全 规 范 界 定 浓 度 大 于 25% 的 瓦 斯 为 高 浓 度 浓 度, 低 于 25% 的 瓦 斯 为 低 浓 度 瓦 斯 按 煤 矿 安 全 规 程 要 求, 瓦 斯 浓 度 在 25% 以 下 的 就 不 能 贮 存 和 输 送, 更 谈 不 上 利 用 了 但 2007 年 7 月 1 日 开 始 实 施 的 煤 层 气 ( 煤 矿 瓦 斯 ) 排 放 标 准 暂 行 ( 见 下 注 ) 和 2010 年 3 月 1 日 起 施 行 的 新 版 煤 矿 安 全 规 程 ( 见 下 文 ) 对 此 做 了 更 新, 已 与 方 案 指 南 一 致 35 / 61

36 生 产 化 肥 的 原 料 ;5) 加 工 转 化 为 LNG 或 CNG 后 用 作 汽 车 燃 料 从 数 量 看, 这 些 项 目 以 发 电 天 然 气 管 道 和 锅 炉 方 面 的 应 用 居 多 此 外, 方 案 指 南 还 分 析 了 碳 信 用 额 度 或 其 他 环 境 商 品 对 某 些 瓦 斯 利 用 方 式 的 促 进 作 用 该 指 南 对 中 / 高 浓 度 瓦 斯 的 各 种 潜 在 的 利 用 方 式 列 表 做 了 比 较, 并 对 低 浓 度 瓦 斯 ( 包 括 风 排 瓦 斯 ) 的 提 纯 和 销 毁 ( 而 非 利 用 ) 方 式 做 了 说 明 ( 参 见 总 报 告 4.4 节 ) 表 格 20 煤 矿 瓦 斯 利 用 方 式 的 比 较 用 途 应 用 优 点 缺 点 发 电 瓦 斯 发 电 机 发 电, 煤 已 验 证 的 技 术 容 易 受 影 响 和 遇 到 矿 自 用 或 上 网 废 热 回 收, 为 矿 区 供 暖 矿 工 澡 堂 及 输 出 波 动 的 问 题 ; 不 利 于 上 网 ; 矿 井 供 暖 和 冷 却 提 供 热 能 例 行 检 修 要 求 煤 矿 提 高 重 视 项 目 初 始 阶 段 投 资 巨 大 高 浓 度 管 提 纯, 生 产 高 浓 度 瓦 道 瓦 斯 斯 中 等 浓 度 浓 度 大 于 30% 的 甲 烷 民 用 燃 气 可 用 作 民 用 燃 气 区 或 工 业 用 域 供 暖 和 工 业 锅 炉 等 气 化 工 原 料 高 浓 度 瓦 斯 用 于 制 造 炭 黑 甲 醛 合 成 燃 料 和 二 甲 醚 (DME) 煤 矿 自 用 用 于 矿 工 宿 舍 的 供 暖 供 气 锅 炉 和 烘 干 煤 粉 汽 车 燃 料 对 预 抽 的 高 浓 度 瓦 斯 和 煤 层 气 进 行 提 纯, 生 产 CNG 和 LNG 相 当 于 天 然 气 管 道 净 化 标 准 高, 定 价 高 的 区 域 可 获 净 化 成 本 较 高 利 只 可 用 高 质 量 的 预 对 有 良 好 管 道 基 础 设 施 的 地 方 是 很 好 抽 采 或 处 理 过 的 煤 矿 瓦 斯 的 选 择 需 要 合 理 的 管 道 准 入 燃 料 成 本 低 输 送 系 统 和 检 修 成 区 域 效 益 本 高 对 净 化 要 求 不 高 浓 度 和 供 应 量 有 所 波 动 项 目 经 营 者 应 对 高 峰 需 求 的 投 入 高 对 多 余 的 高 浓 度 瓦 加 工 成 本 高 斯 进 行 利 用 产 生 碳 排 放 时 不 纳 入 清 洁 发 展 机 制 代 替 煤 使 用 矿 区 内 利 用 要 比 矿 干 净, 能 源 成 本 低 区 外 更 经 济 滞 留 的 甲 烷 进 入 市 加 工 仓 储 处 理 场 和 运 输 成 本 高 车 辆 燃 料 价 格 高 提 纯 标 准 高 火 炬 燃 烧 甲 烷 摧 毁, 无 应 用 减 排 效 率 高 干 净 甲 烷 浓 度 须 在 25% 无 能 源 消 耗 以 上 有 初 始 投 资, 但 无 经 济 回 报 风 排 瓦 斯 甲 烷 销 毁, 无 应 用 有 余 热 利 用 投 资 成 本 高 36 / 61

37 用 途 应 用 优 点 缺 点 氧 化 销 毁 注 : 如 果 项 目 能 够 达 到 规 定 标 准, 那 么 这 些 项 目 就 符 合 获 得 碳 信 用 新 能 源 信 用 或 固 定 收 购 价 格 的 资 格 5.2 瓦 斯 利 用 和 减 排 的 技 术 方 案 : 中 国 的 探 索 和 实 践 我 国 于 上 世 纪 80 年 代 末 和 90 年 代 初 比 较 系 统 地 开 展 煤 矿 瓦 斯 利 用 探 索 始, 当 时 国 家 利 用 节 能 投 资 资 金, 建 设 了 56 项 煤 矿 瓦 斯 利 用 项 目, 将 抽 放 的 瓦 斯 用 于 居 民 燃 气 生 产 碳 黑 和 甲 醛 等 化 工 原 料 近 年 来, 低 浓 度 瓦 斯 发 电 日 益 受 到 关 注 但 总 地 来 说, 我 国 的 瓦 斯 利 用 方 式 相 对 局 限, 目 前 利 用 率 还 不 到 30%, 大 有 潜 力 可 挖 需 要 说 明 的 是, 抽 放 瓦 斯 浓 度 偏 低 既 可 能 是 缘 于 煤 层 气 的 自 然 禀 赋, 也 可 能 是 缘 于 错 误 的 抽 放 方 法 或 采 用 了 不 适 当 的 抽 放 系 统 安 装 标 准 后 者 不 仅 会 导 致 抽 采 率 低, 还 会 掺 混 过 多 空 气, 稀 释 甲 烷 浓 度 低 浓 度 瓦 斯 利 用 的 最 大 挑 战 是 如 何 防 范 在 输 送 和 利 用 浓 度 接 近 爆 炸 极 限 的 瓦 斯 气 时 的 爆 炸 风 险 我 国 原 有 的 煤 矿 安 全 规 程 第 148 条 7 规 定 当 瓦 斯 浓 度 达 到 30% 以 上 时 才 可 被 利 用 但 于 2009 年 12 月 14 日 通 过 2010 年 3 月 1 日 起 施 行 的 国 家 安 全 生 产 监 督 管 理 总 局 第 29 号 令 关 于 修 改 < 煤 矿 安 全 规 程 > 部 分 条 款 的 决 定 8 中 对 此 做 了 重 新 解 释 : 抽 采 的 瓦 斯 浓 度 低 于 30% 时, 不 得 直 接 燃 烧 ; 用 于 内 燃 机 发 电 或 作 其 他 用 途 时, 瓦 斯 的 利 用 输 送 必 须 按 有 关 标 准 的 规 定, 并 制 定 相 关 技 术 措 施 这 肯 定 了 在 按 照 相 关 标 准 及 规 定 制 定 相 应 的 技 术 措 施 后, 低 浓 度 瓦 斯 可 以 被 利 用 下 面 就 我 国 已 有 运 用 或 正 在 研 发 的 不 同 瓦 斯 利 用 方 式 做 扼 要 介 绍, 并 分 别 考 虑 其 对 高 低 浓 度 瓦 斯 的 适 用 性 低 浓 度 瓦 斯 摧 毁 方 式 不 在 我 们 的 讨 论 范 围 之 内, 这 是 因 为 : 按 照 现 行 煤 层 气 ( 煤 矿 瓦 斯 ) 排 放 标 准 暂 行 建 议 9, 只 有 高 浓 度 瓦 斯 (>30%) 方 可 采 取 焚 烧 方 式 处 理 ; 另 一 方 面, 风 排 瓦 斯 利 用 技 术 虽 然 已 经 成 熟, 但 由 于 风 排 瓦 斯 的 摧 毁 并 不 产 生 直 接 的 经 济 收 益, 而 是 完 全 依 靠 碳 减 排 信 用, 因 此 在 2012 年 京 都 议 定 书 到 期 之 后 碳 减 排 信 用 市 场 前 景 不 清 的 情 况 下, 不 管 是 煤 矿 还 是 投 资 者 都 对 风 排 瓦 斯 摧 毁 项 目 持 相 当 谨 慎 态 度 目 前 的 现 状 是 绝 大 多 数 中 国 煤 矿 都 直 接 排 放 风 排 瓦 斯, 因 此 本 研 究 将 风 排 瓦 斯 摧 毁 不 列 入 研 究 范 围 前 文 的 有 关 章 节 已 对 瓦 斯 发 电 和 制 气 这 两 种 利 用 途 径 的 运 营 和 市 场 环 境 做 了 分 析, 这 里 侧 重 介 绍 这 两 种 利 用 方 式 的 工 艺 流 程 和 技 术 配 置 煤 矿 瓦 斯 发 电 目 前 瓦 斯 发 电 的 主 流 技 术 是 使 用 燃 气 内 燃 机 组 发 电 在 中 国, 可 以 根 据 使 用 的 瓦 斯 浓 度 区 分 为 两 大 类 型 : 低 浓 度 瓦 斯 发 电 ( 使 用 浓 度 低 于 30% 的 瓦 斯, 通 常 是 10% 左 右 ) 和 高 浓 度 见 37 / 61