煤層氣熱值

煤層氣熱值是指在煤層中的氣熱值，煤層氣熱值在36～40兆焦/立方米之間，與常規(guī)天然氣熱值接近。

學科：煤層氣地質學

詞目：煤層氣熱值

英文：calorific value of coalbed gas

釋文：據已有資料，煤層氣熱值在36～40兆焦/立方米之間，與常規(guī)天然氣熱值接近。 2100433B

煤層氣是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產資源，屬非常規(guī)天然氣，是近一二十年在國際上崛起的潔凈、優(yōu)質能源和化工原料。俗稱“瓦斯”，熱值是通用煤的2-5倍，1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。煤層氣空氣濃度達到5%-16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。煤層氣的開發(fā)利用具有一舉多得的功效：潔凈能源，商業(yè)化能產生巨大的經濟效益。為國家戰(zhàn)略資源。

煤層氣氣藏政策

國家能源局下發(fā)《煤層氣產業(yè)政策》，希望改變煤層氣沉寂的發(fā)展態(tài)勢，清理煤層氣產業(yè)制度障礙，將煤層氣產業(yè)發(fā)展成為重要的新興能源產業(yè)。

從國家重視程度看，煤層氣已被納入推動能源生產和消費革命的重要載體。能源局提出的發(fā)展目標是：“十二五”期間，建成沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣煤層氣產業(yè)化基地。再用5-10年時間，新建3-5個產業(yè)化基地，實現(xiàn)煤層氣開發(fā)利用與工程技術服務、重大裝備制造等相關產業(yè)協(xié)調發(fā)展。

煤層氣氣藏形成

煤炭源于陸生高等植物，煤的原始有機物質主要是碳水化合物、木質素，成煤作用由泥炭化和煤化作用2個階段完成。由植物-泥炭-褐煤-煙煤-無煙煤，是經過未成巖-成巖-變質作用-泥炭化-煤化的全過程。 泥炭化階段（成巖期前），有機質在低溫(<50℃) 和近地表氧化環(huán)境中，由于細菌的作用，生成少量甲烷及二氧化碳，呈水溶狀態(tài)或游離狀態(tài)而散失。 褐煤階段已經進入成巖階段，屬煤化作用的未變質階段。此期是干酪根的未成熟期，地溫在50℃左右，鏡質體反射率Ro≈0.5%，有機質熱降解作用已經開始并且逐步加深，生物化學作用逐步減弱，主要生成甲烷及其他揮發(fā)物。 煙煤階段的長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤屬煤化作用的低-中變質階段， Ro為0.5%～2.0%。此期是干酪根的成熟期，已經進入生油門限，沉積物埋深達到1000～4 500m ，地溫達50～150℃，有機質經過熱降解，有重烴、輕烴、甲烷及其他揮發(fā)物產出。 煤化作用的后期是高變質階段，一般將貧煤與無煙煤劃在這一階段， Ro>2.0%，此期是干酪根過成熟期，地溫>150℃，埋深>4500m，熱降解產物主要是甲烷。

煤層氣氣藏用途性質

煤層氣可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、汽車燃料和重要的化工原料，用途非常廣泛。每標準立方煤層氣大約相當于9.5度電、3 m³水煤氣、1L柴油、接近0.8kg液化石油氣、1.1-1.2L汽油，另外,煤層氣燃燒后幾乎沒有污染物，因此它是相當便宜的清潔型能源。

在一定的空間范圍內，煤層氣比空氣輕，其密度是空氣的0.55倍，稍有泄漏會向上擴散，只要保持室內空氣流通，即可避免爆炸和火災。而煤氣、液化石油氣密度是空氣的1.5—2.0倍，泄漏后會向下沉積，所以危險性要比煤層氣要大的多。

煤層氣爆炸范圍為5—15%，水煤氣爆炸范圍6.2—74.4%，因此，煤層氣相對于水煤氣不易爆炸，煤層氣不含CO，在使用過程中不會象水煤氣那樣發(fā)生中毒現(xiàn)象。

煤層氣氣藏開采

煤層氣的開采一般有兩種方式：一是地面鉆井開采；二是井下瓦斯抽放系統(tǒng)抽出,地面鉆井開采的煤層氣和抽放瓦斯都是可以利用的，通過地面開采和抽放后可以大大減少風排瓦斯的數(shù)量，降低了煤礦對通風的要求，改善了礦工的安全生產條件。地面鉆井開采方式，國外已經使用，我國有些煤層透氣性較差，地面開采有一定困難，但若積極開發(fā)每年至少可采出50億立方米；由于過去除了供暖外沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣，花去了費用，浪費了資源，污染了環(huán)境。

煤層氣氣藏資源

我國煤層氣資源豐富，居世界第三。每年在采煤的同時排放的煤層氣在130億立方米以上，合理抽放的量應可達到35億立方米左右，除去現(xiàn)已利用部分，每年仍有30億立方米左右的剩余量，加上地面鉆井開采的煤層氣50億立方米，可利用的總量達80億立方米，約折合標煤1000萬噸。如用于發(fā)電，每年可發(fā)電近300億千瓦時。煤層氣勘探開發(fā)是世界上發(fā)展較快的非常規(guī)天然氣產業(yè)。我國必須深度參與國際標準的制定，才能與世界第三大煤層氣資源儲備國的地位相匹配。

中國工程院編制《我國煤層氣開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》顯示，到2030年，我國煤層氣產量有望達到900億方。從節(jié)能效果來看，900億方煤層氣產量與1個新的億噸級原煤產量、1．5個三峽水電站的年發(fā)電量和1個大慶油田的原油當量旗鼓相當。

煤層氣氣藏分布情況

我國煤層氣資源豐富。據煤層氣資源評價，我國埋深2000m以淺煤層氣地質資源量約36萬億m³，主要分布在華北和西北地區(qū)。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層氣地質資源量分別占全國煤層氣地質資源總量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。1000m以淺、1000～1500m和1500～2000m的煤層氣地質資源量，分別占全國煤層氣資源地質總量的38.8%、28.8%和32.4%。全國大于5000億m3的含煤層氣盆地(群)共有14個，其中含氣量在5000～10000億m³之間的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地，含氣量大于10000億立方米的有鄂爾多斯盆地東緣、沁水盆地、準噶爾盆地、滇東黔西盆地群、二連盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉爾盆地。

我國煤層氣可采資源總量約10萬億m³，其中大于1000億m³的盆地(群)有15個：二連、鄂爾多斯盆地東緣、滇東黔西、沁水、準噶爾、塔里木、天山、海拉爾、吐哈、川南黔北、四川、三塘湖、豫西、寧武等。二連盆地煤層氣可采資源量最多，約2萬億m³；鄂爾多斯盆地東緣、沁水盆地的可采資源量在1萬億m³以上，準噶爾盆地可采資源量約為8000億m³。

煤層氣氣藏數(shù)據

全球埋深淺于2000米的煤層氣資源約為240萬億立方米，是常規(guī)天然氣探明儲量的兩倍多，世界主要產煤國都十分重視開發(fā)煤層氣。美國、英國、德國、俄羅斯等國煤層氣的開發(fā)利用起步較早，主要采用煤炭開采前抽放和采空區(qū)封閉抽放方式抽放煤層氣，產業(yè)發(fā)展較為成熟。80年代初美國開始試驗應用常規(guī)油氣井（即地面鉆井）開采煤層氣并獲得突破性進展，標志著世界煤層氣開發(fā)進入一個新階段。

煤層氣是煤層本身自生自儲式的非常規(guī)天然氣，世界上有74個國家蘊藏著煤層氣資源，中國煤層氣資源量達36.8萬億立方米，居世界第三位。中國煤層氣可采資源量約10萬億立方米，累計探明煤層氣地質儲量1023億立方米，可采儲量約470億立方米。全國95%的煤層氣資源分布在晉陜內蒙古、新疆、冀豫皖和云貴川渝等四個含氣區(qū)，其中晉陜內蒙古含氣區(qū)煤層氣資源量最大，為17.25萬億立方米，占全國煤層氣總資源量的50%左右。

2006年，中國將煤層氣開發(fā)列入了“十一五”能源發(fā)展規(guī)劃，并制定了具體的實施措施，煤層氣產業(yè)化發(fā)展迎來了利好的發(fā)展契機。2007年以來，政府又相繼出臺了打破專營權、稅收優(yōu)惠、財政補貼等多項扶持政策，鼓勵煤層氣的開發(fā)利用，我國煤層氣產業(yè)發(fā)展迅速，產業(yè)化雛形漸顯。

2007年，全國瓦斯抽采47.35億立方米，利用14.46億立方米。其中井下煤礦瓦斯抽采量44億立方米，完成規(guī)劃目標的127%。形成地面煤層氣產能10億立方米，是2006年的2倍。地面煤層氣產量3.3億立方米，比2006年增加1倍多。2005～2007年，全國共鉆井約1700口，占歷年累計鉆井總數(shù)的85%。

截至2007年底，國內探明煤層氣地質儲量1340億立方米，煤層氣年商業(yè)產量不足4億立方米。根據《煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十一五”規(guī)劃》，到2010年，新增煤層氣探明地質儲量3000億立方米；煤層氣、煤礦瓦斯抽采量100億立方米；建設煤層氣輸氣管道10條，設計總輸氣能力65億立方米；重點建設沁水盆地、鄂爾多斯盆地東源兩大煤層氣產業(yè)化基地。

煤層氣氣藏發(fā)展

我國經濟結構和能源結構都處在一個轉型的關鍵期，煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)能源行業(yè)面臨著巨大的發(fā)展機遇，在一個新興行業(yè)成長和壯大的階段，企業(yè)成功的關鍵在于，如何在需求逐漸擴大，行業(yè)內外結構不斷變化的過程中，找到企業(yè)發(fā)展的發(fā)力點和關節(jié)點，利用企業(yè)內外部的資源優(yōu)勢，實現(xiàn)企業(yè)的快速發(fā)展。

煤層氣是高效潔凈能源，是能源行業(yè)中發(fā)展空間巨大的新興產業(yè)之一。根據我國《煤層氣開發(fā)利用“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，煤層氣產業(yè)將面臨重大發(fā)展機會，大型煤層氣企業(yè)的投資規(guī)模不斷增加，競爭更加激烈。因此，國內優(yōu)秀的煤層氣開發(fā)企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和需求趨勢變化的深入研究。

生活垃圾的低位熱值與垃圾中C、H、O元素以及揮發(fā)分和物理組成的含量等密切關系。一般來講，垃圾低位熱值達5000kJ/kg時，無需添加輔助燃料即可維持焚燒爐正常燃燒。垃圾熱值越高，可獲得的經濟效益也就越大。

火力發(fā)電廠燃燒低位熱值的選取對發(fā)電廠的設計起著關鍵性作用。通常垃圾焚燒發(fā)電廠的設計運營年限為20-30年。由于在整個運營期內垃圾低位熱值變化較大，設計焚燒爐和垃圾焚燒發(fā)電廠要考慮較寬的垃圾低位熱值的變化范圍，以便適應運營期內垃圾不斷變化的低位熱值。

當量熱值與等價熱值的關系

等價熱值是指為了獲得某一個計量單位的某種二次能源（如汽油、柴油、煤油、焦炭、煤氣、電力、蒸汽等）或耗能工質（如壓縮空氣、氧氣、水等）所消耗的，以熱值表示的一次能源量。其中，耗能工質只有在作為能量形式使用時才具有等價熱值和當量熱值。

當量熱值與等價熱值的關系為：等價熱值=當量熱值/轉化效率。