基于節(jié)能降耗的瓦斯發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益分析

施冰

摘 要：在可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)下發(fā)展經(jīng)濟(jì)，乃是當(dāng)今社會(huì)的大勢(shì)所趨，已經(jīng)形成了國(guó)際性共識(shí)。我國(guó)是能源大國(guó)，但是同時(shí)我國(guó)也是高污染國(guó)家，我國(guó)致力于節(jié)能降耗、發(fā)展清潔環(huán)保型經(jīng)濟(jì)任重道遠(yuǎn)。瓦斯作為高效清潔能源中的一種，在我國(guó)有著廣泛的儲(chǔ)量，對(duì)于瓦斯能源的開(kāi)發(fā)利用，近年來(lái)受到了國(guó)家有關(guān)方面的重視，在發(fā)展政策上給予了一些傾斜，這為瓦斯發(fā)電企業(yè)響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，建設(shè)資源節(jié)約型企業(yè)、進(jìn)一步提高瓦斯發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了有利條件，提供了寶貴時(shí)機(jī)。文章首先簡(jiǎn)要介紹了瓦斯的特性及其排放機(jī)理，然后從節(jié)能降耗視角出發(fā)對(duì)瓦斯發(fā)電所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益做了認(rèn)真分析。

關(guān)鍵詞：瓦斯發(fā)電；經(jīng)濟(jì)效益；節(jié)能降耗

瓦斯是有害氣體！這是在過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間里，人們對(duì)瓦斯的普遍認(rèn)識(shí)。這種認(rèn)識(shí)，在今天看來(lái)，是狹隘的、不公正的。那么瓦斯到底是不是有害氣體呢？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)從唯物主義角度出發(fā)辯證地看待。一方面，從煤炭開(kāi)采角度看，瓦斯確實(shí)是有害氣體，能給煤礦生產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，并且，從環(huán)境保護(hù)角度看，瓦斯造成的溫室效應(yīng)還加劇了全球氣候的變暖；但是，另一方面，從能源角度看，瓦斯則是一種非常好的高效清潔能源，利用瓦斯發(fā)電，能為礦山創(chuàng)造豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，并且，還切合了可持續(xù)發(fā)展理念，讓人類(lèi)的子孫后代“望得見(jiàn)山、看得見(jiàn)水、記得住鄉(xiāng)愁”。

一、瓦斯的特性與排放機(jī)理

瓦斯具有無(wú)色、無(wú)味、易燃、易爆等特性，在煤層中大量?jī)?chǔ)集著，是一種非常規(guī)天然氣體，往往會(huì)隨著采煤作業(yè)而散發(fā)出來(lái)。瓦斯的主要成分是CH4，當(dāng)濃度比占到空氣的5%～15%時(shí)，遇到明火極易發(fā)生爆炸，但是，為一種高效清潔能源，利用瓦斯發(fā)電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也是非常可觀的。

在煤礦井下，盡管煤層氣與煤炭是相伴而生的，但是在開(kāi)發(fā)利用上兩者卻有著顯著的不同要求，因而不能完全按照煤炭開(kāi)發(fā)利用的方法來(lái)開(kāi)發(fā)利用煤層氣。當(dāng)下，開(kāi)發(fā)利用煤層氣的機(jī)理是，“抽排煤層承壓水，降低煤儲(chǔ)層壓力，促使吸附態(tài)甲烷解吸為大量游離態(tài)甲烷，并在地層壓力和井筒壓力差的作用下運(yùn)移至井口。”

我國(guó)煤層氣資源非常豐富，儲(chǔ)量很大，據(jù)悉，每年采煤排放的瓦斯量高達(dá)1.3×1010m3以上，這個(gè)數(shù)值堪比1.63×107t的標(biāo)準(zhǔn)煤。在過(guò)去，由于開(kāi)采和利用技術(shù)上的落后，瓦斯作為高效清潔能源的優(yōu)越性一直沒(méi)有得到發(fā)揮，基本上都隨著采煤作業(yè)被排進(jìn)了大氣中，既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了資源，瓦斯發(fā)電廠的建立和運(yùn)轉(zhuǎn)，讓瓦斯作為高效清潔能源的優(yōu)越性有了發(fā)揮的空間。

二、基于節(jié)能降耗的瓦斯發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益分析

建立瓦斯發(fā)電站，利用煤礦開(kāi)采作業(yè)中排除的瓦斯進(jìn)行發(fā)電，在技術(shù)上已經(jīng)不是問(wèn)題。瓦斯發(fā)電站主要由輸送系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，核心組成部分發(fā)電機(jī)組。利用煤礦生產(chǎn)作業(yè)中排除的“廢氣”發(fā)電，實(shí)現(xiàn)“廢物利用”，瓦斯發(fā)電為我們展現(xiàn)出了節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、可再生性強(qiáng)等令人期待的特性，我們要充分利用好這些特性，把它們轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，這是建立瓦斯發(fā)電站的目的所在。

利用瓦斯發(fā)電為煤礦企業(yè)帶來(lái)了“變廢為寶”的機(jī)會(huì)。比如，在采煤之前，先開(kāi)采煤層氣，直接收益是降低瓦斯爆炸率，提高煤礦生產(chǎn)的安全性，深層收益是“變廢為寶”，將瓦斯轉(zhuǎn)化為高效清潔能源，利用瓦斯發(fā)電，為企業(yè)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

首先，從環(huán)保角度而論，瓦斯發(fā)電是利用“廢氣”在進(jìn)行發(fā)電，如果不將這些所謂“廢氣”用來(lái)發(fā)電，那么它們的命運(yùn)就是被排進(jìn)大氣之中，造成生態(tài)環(huán)境上的污染，這不僅破壞了我們賴以生存的家園，而且，政府還要拿出資金來(lái)治污，這樣一反一正，利用瓦斯發(fā)電所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益就可想而知了。

其次，從節(jié)能角度而論，瓦斯的主要成分為CH4，其低熱值為35807kJ/Nm3，在濃度30%的時(shí)候，其低熱值為10742kJ/Nm3，據(jù)測(cè)算，“1 Nm3且濃度為30%的瓦斯在充分燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量約為0.37kg標(biāo)準(zhǔn)煤充分燃燒產(chǎn)生的熱量”，由此可知，利用瓦斯發(fā)電或供暖，可在一定程度上減少對(duì)標(biāo)準(zhǔn)煤的使用，為節(jié)約煤炭資源做出貢獻(xiàn)。

第三，從減排角度而論，通常人們只注意到，二氧化碳在全球變暖過(guò)程中貢獻(xiàn)了很大力量，但是CH4在全球變暖過(guò)程中貢獻(xiàn)的力量也很重要，而且隨著礦山作業(yè)效率的提高，還有上升趨勢(shì)。有研究顯示，目前，CH4引起的溫室效應(yīng)已經(jīng)超過(guò)了二氧化碳，約是二氧化碳的二十一倍，并且，CH4在大氣中存在的時(shí)間也較長(zhǎng)，一般是十五年左右，由此可見(jiàn)，將瓦斯用來(lái)發(fā)電，減少氣體排放量，對(duì)減輕和減緩溫室效應(yīng)是很有意義的。

第四，從穩(wěn)定性角度而論，當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)步入到了生產(chǎn)自動(dòng)化時(shí)代，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為瓦斯發(fā)電采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)和自動(dòng)化奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，有了計(jì)算機(jī)技術(shù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)的加持，利用瓦斯發(fā)電的穩(wěn)定性就有了可靠保證，因而企業(yè)利用瓦斯發(fā)電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也就有了可靠保證。

第五，從適應(yīng)性角度而論，一座瓦斯發(fā)電站的建設(shè)成功，其發(fā)電機(jī)組除了為利用瓦斯發(fā)電提供了便利條件，與此同時(shí)，也為利用其他廢氣如油田廢氣、垃圾填埋場(chǎng)廢氣等發(fā)電提供了便利條件，瓦斯發(fā)電機(jī)組的這種適應(yīng)性，當(dāng)然會(huì)被瓦斯發(fā)電站的管理人員轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的有利時(shí)機(jī)。

第六，從可再生性角度而論，瓦斯發(fā)電是把廢氣加以利用的一項(xiàng)技術(shù)，是把無(wú)用的東西變成了有用的東西，給“死去”的東西注入了新的生命力，因而我國(guó)說(shuō)利用瓦斯發(fā)電是具有很強(qiáng)的再生性的。

第七，從運(yùn)行成本角度而論，瓦斯發(fā)電是利用廢棄物質(zhì)發(fā)電，不需要額外燃料，成本較低。舉例來(lái)說(shuō)，每立方米純瓦斯可發(fā)電3.0―4.2度，則每立方米30%濃度的瓦斯可發(fā)電1.0―1.4度，利用30%濃度的瓦斯發(fā)電成本約需0.15元/度，而上網(wǎng)電價(jià)約按0.6元/度及時(shí)，所以說(shuō)，利用瓦斯發(fā)電其運(yùn)行成本是很低廉的。

第八，從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)角度而論，我們知道，火電成本受煤炭?jī)r(jià)格影響較大，風(fēng)電的成本受風(fēng)能資源的影響較大，集中式光伏的成本受太陽(yáng)能資源及技術(shù)路線影響較大，并且，風(fēng)能資源的發(fā)電成本已經(jīng)和火電十分接近，大型光伏電站的發(fā)電成本也在主要電氣設(shè)備降價(jià)和技術(shù)提升的助力下快速下降，而在競(jìng)價(jià)、平價(jià)上網(wǎng)、特高壓線路的建設(shè)、促進(jìn)消費(fèi)等政策的影響下，如果是利用瓦斯發(fā)電則可以保持良好的經(jīng)濟(jì)效益。

第九，從發(fā)展空間角度而論，我國(guó)地大物博，人口眾多，國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度較快，是世界上的第二大經(jīng)濟(jì)體，因此，在電量消費(fèi)方面的潛力也是非常巨大的。例如，2021年，我國(guó)全社會(huì)用電量達(dá)到了83128億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)了10.3%。另?yè)?jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)瓦斯發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析與投資前景調(diào)研報(bào)告（2022-2029年）》顯示，根據(jù)新的資源評(píng)價(jià)結(jié)果，我國(guó)陸上煤層氣資源量36.8萬(wàn)億立方米，與陸上常規(guī)天然氣資源量（38萬(wàn)億立方米）相當(dāng)，僅次于俄羅斯和加拿大，由此可知，在我國(guó)，利用瓦斯發(fā)電的上升空間也是十分巨大的。

第十，從國(guó)家政策角度而論，我們都知道，在2020年的11月份，我國(guó)生態(tài)環(huán)境部、發(fā)改委、國(guó)家能源局三部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤炭資源開(kāi)發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理的通知》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通知》），在這份《通知》中，我國(guó)政府首次提出了對(duì)溫室氣體排放進(jìn)行管控的要求，這份《通知》還同時(shí)指出，對(duì)于甲烷體積濃度大于等于8%的抽采瓦斯，在確保安全的前提下，應(yīng)進(jìn)行綜合利用。這項(xiàng)政策對(duì)瓦斯發(fā)電站來(lái)講，當(dāng)然是振奮人心的利好消息。

總之，通過(guò)上述分析，我們不難推測(cè)，利用瓦斯發(fā)電，在經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和發(fā)展前景等方面，在未來(lái)都是非常令人期待的。

參考文獻(xiàn)：

1.煤礦瓦斯創(chuàng)新利用與實(shí)踐[J]. 范文利;楊偉峰.煤炭加工與綜合利用，2022（04）

2.新時(shí)期煤礦瓦斯發(fā)電技術(shù)與發(fā)展研究[J]. 王曉東.石化技術(shù)，2019（04）