“瓦斯”作为煤矿安全生产下最大的拦路虎,无疑是横在煤炭革命蓝图上的达摩斯之剑。
“双碳”要求之下如何保证瓦斯治理可控、可用、安全、综合治理,又如何在利用效能低,与政策倒逼绿色发展之间寻找平衡点,成为每个从业人员面前待解的难题。
在煤矿开采日渐进入深水区的背景下,向来奉行“科学技术是第一资本”的安徽省金鼎安全科技股份有限公司(下称金鼎安全),交上了一份名为“瓦斯智能生态圈”的答卷。从绿色发展及节能减排方面,进行瓦斯产业的迭代和模式的更新,将“拦路虎”变成了“资源宝藏”。
一举三得
2022年8月,煤矿大省山西省发布《关于推动煤矿瓦斯综合利用的指导意见》,要求严格落实煤层气煤矿瓦斯排放标准。一纸禁令堵上了瓦斯偷排的漏洞的同时,倒逼煤炭低碳化与负排放技术进步。
作为能源大省的标杆性动作,自然引导全国各地风向转变趋严、趋紧,黑龙江全面落实瓦斯综合治理“十六字”工作体系,四川广元明查暗访多家矿山企业的安全生产情况、安全标准实施情况,贵州省启动煤矿瓦斯治理专项行动等等。
其实早在治理行动收严之前数年,一场自下而上的瓦斯产业革新就已经拉开帷幕,新的模式如火如荼展开。
此前由于抽采难度大,部门相关利益协调问题,诸如并网、电价、补贴审批困难等层层加码,导致瓦斯利用收益低,见效慢,煤矿企业对于瓦斯发电并网缺乏主观动能。
2016年矿山安全服务商金鼎安全开创性的提出“瓦斯生态圈”概念,业务服务囊括由监测至开采再到利用全部环节,补全了瓦斯产业链。
不同以往,新业务模式在原有的“煤-瓦斯”体系上,形成了新的平衡体系,安全系数增加。并且简化了电力产业流程,降低了企业瓦斯治理成本和用电成本。
上游运用“两堵一压”等先进的抽采工艺,将瓦斯开采至瓦斯发电站,下游电力资源,自发自用,余电并网。
“矿井安全、环保治理、综合利用”一举三得。
2017年,该应用项目在安徽、贵州成功落地,得到当地政府的高度重视和支持,并与贵州省盘州市人民政府及多家煤矿企业签订合作协议。
次年“瓦斯生态圈”项目在全国范围内落地,东北、西北、西南、皖北,四大区域联动,形成整体合力,瓦斯生态圈项目快速布局成型。
一本经济账
“瓦斯治理、利用将呈现多维化趋势”
金鼎安全董秘马捷算了笔账,以金鼎安全瓦斯电厂两种经营模式为例。
运维电站项目,金鼎安全接手的大湾东井发电站和苞古山发电站全年发电量分别为2180万度、3029万度收益分别为196万和356万,利润率达28%和18%。重点在于零投入,直接可得盈利,并且单个团队可负责多个发电站运营。
自营电站也是同样情况,目前一立方瓦斯气体大约可发2.7度电、年度利用瓦斯量(折合纯量)大约为265万/m售电综合单价按0.52元/kwh计算、瓦斯利用政府补贴(国家与贵州合计)0.5元 /m。1.66年即可收回投资。
好处不止存在于外包一方。
原先矿井结构复杂,瓦斯利用困难,煤炭企业对待瓦斯通常步奏是高浓度综合利用,低浓度就地排放。
面对政策的全面戒严,尤其是“双碳”大目标下,节能减排压力进一步蔓延到煤炭企业身上。如今,摆在煤炭企业面前的只有两条路,要么补全瓦斯发电技术,自行建设发电,要么去购买碳排放指标。
2021年9月14日,国家能源集团、中煤集团、山西焦煤集团、晋能控股集团、潞安化工集团、山东能源集团、陕西煤业化工集团、河南能源化工集团、淮北矿业集团、淮河能源控股集团、伊泰集团、蒙泰集团等12家重点煤炭企业发出联合倡议,表示将坚决贯彻党中央、国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的决策部署,积极参与绿色电力交易,继续推动化石能源清洁化,为实现碳达峰、碳中和目标作出更大贡献。
同年,中央政府陆续出台了关于煤炭及下游产业在节能降耗和控制碳排放等方面的政策和监管措施。
在此背景下,外包瓦斯业务具有了庞大的市场空间。“我们预计瓦斯生态圈行业的前景十分巨大”金鼎安全董事长蔡长辉表示。
瓦斯“新粮仓”
随着煤炭开采向深部延伸,一面是矿井瓦斯灾害威胁程度不断升级,另一面是瓦斯治理成本不断提高,作为矿山方来说,随着时代变迁,粗狂的治理方式逐渐淘汰,各地矿山瓦斯治理逐渐呈现精细化、环保化、智能化。更新的概念跟思路逐渐展现,一矿一方案,一矿一治理成为主流。
“倒逼技术装备做到精准,倒逼技术和经济实现一体化,不是为了治瓦斯而治瓦斯,瓦斯这只‘拦路虎’也可以变成‘领头羊’”。长期致力于瓦斯防治工作的中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮指出。
据有关部门统计,中国每年由乏风(甲烷浓度低于0.75%的煤矿瓦斯)排入大气的甲烷相当于西气东输1年的输气量,产生的温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。2020年中国煤层气探明储量为3315.54亿立方米,在世界中占据着极为重要的比重。
如果煤矿瓦斯能得到有效利用,这将是一笔极其庞大的财富。
目前瓦斯抽采和利用环节还存在不少的难题和适用性鸿沟。当下的瓦斯发电技术还无法对较低浓度的瓦斯进行利用,而抽采设备和技术的不足,从而使得瓦斯发电逐渐有了限制和开采区间。即便我国已经相应的研发出了一些新型低浓度瓦斯发电技术,但还仍然处于实验和开发阶段,还是无法有效的对其直接进行利用。
“高浓度瓦斯治理基本到顶,瓦斯治理企业们已经将比拼的“战场”延伸至第二曲线,以孔带巷、低浓度瓦斯利用、矿井乏风利用,将是新赛道竞争中的主要落点,不过好在我们有足够的技术支持和实力顶上去”金鼎安全董事长蔡长辉表示。