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陕西:用绿色理念开采黑色煤炭

       经济日报
煤层气,又被称为“煤矿瓦斯”,是赋存在煤层和煤系地层的烃类气体,主要成分为甲烷,是煤的伴生矿产资源。煤矿瓦斯作为煤矿安全事故的“头号杀手”,随着井下抽放和矿井通风大量地排放到空气中,不仅是可利用资源的浪费,而且污染了生态环境,由于甲烷对臭氧层的破坏加剧了地球温室效应。陕西金碳新能源科技有限公司以其尖端的核心技术和创新的商业模式,在低浓瓦斯发电行业尤其是超低浓瓦斯销毁利用行业处在国内领先地位,其发展历程颇具借鉴意义。该公司研发的目前国内单台最大的瓦斯销毁设备,单台处理能力每小时达到11.6万立方,在超低浓瓦斯销毁方面拥有成功的案例。瓦斯零排放的“陕西方案”包括中国在内的多个国家正在实践一种意义重大但成本高昂,且尚未引起足够重视的技术——二氧化碳捕集、利用与封存(CCS)。专家表示,CCS可以显著加快中国经济增长和碳排放与碳基燃料消费“脱钩”的进程,也是目前唯一能使工业用能和电厂碳基燃料减少90%的二氧化碳排放准商业化技术。2015年11月,中方在气候变化巴黎大会上宣布, 将于2030年左右使我国二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。2017年6月,亚洲开发银行宣布将为中国陕西建设大规模碳捕集和封存(CCS)示范项目提供550万美元的技术援助赠款。然而在CCS领域,这些投入只是“杯水车薪”。据行业人士介绍,由于该项目目前还停留在商业化运营的试验阶段,且二氧化碳封存技术及运行成本过高,暂时不具备大面积推广应用条件,加之单体项目捕集量也不大,试验项目为年捕集30万吨,陕西正在加紧落实年捕集100万吨二氧化碳的试验项目。对广袤的中国中西部地区而言,如何落实顶层设计,给今后的绿色发展贴上低碳标签?2017年初,陕西省发改委组织了一次高级别的关于如何实现陕西省低碳发展的座谈会,陕西金碳的技术负责人江金明率先提出:“就陕西的省情而言,重点要把可以减排的二氧化碳通过技术革新,实实在在进行减排,在二氧化碳排放总量控制的基础上以减排量来置换排放量,以达到排放总量控制的目的。”江金明的具体“解决方案”是把陕西省煤矿瓦斯进行有效销毁。“因为1立方甲烷(瓦斯)对温室气体的破坏程度,是二氧化碳的21倍之多,减排1立方煤矿瓦斯就相当于减排21立方的二氧化碳,意义非凡,且目标容易实现。”这对煤炭大省陕西而言是一个极为利好的举措,陕西省煤矿多,瓦斯排放量大,因为煤矿瓦斯是集中抽排,容易实现就地销毁,在为减排作出贡献的同时,又创造绿色GDP,通过瓦斯销毁积攒出大量的碳排放指标,这些指标又可为陕西的GDP增长置换出巨大的发展空间。据陕西省煤炭监管部门官方公布的全省煤矿抽放瓦斯数据分析,全年煤矿风排瓦斯量为65.23亿立方,抽放的瓦斯量为57.47亿立方,如果将该瓦斯进行有效销毁,将会得到7000多万吨的二氧化碳销毁指标。换言之,如果将这部分空排瓦斯加以销毁和综合利用,等同于每年减排了7000多万吨二氧化碳。据国家第一批“千人计划”特聘专家、陕西金碳首席技术专家杨旸博士介绍,销毁煤矿瓦斯是实现碳减排的最佳途径;在销毁的同时高效利用,不但降低煤矿瓦斯事故风险,而且通过不同浓度的瓦斯阶梯利用,形成循环经济新模式,体现了节能减排、循环利用、变废为宝的真正意义。国家能源局发布的《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划》提出,到2020年,建成2至3个煤层气产业化基地;煤层气抽采量达到240亿立方米,其中地面煤层气产量100亿立方米,利用率90%以上;煤矿瓦斯抽采140亿立方米,利用率50%以上;煤矿瓦斯发电装机容量280万千瓦,民用超过168万户。在此背景下,从2014年起,在陕西省政府和发改委的大力支持下,江金明和他的团队全程深度参与到陕煤化集团瓦斯零排放项目的研究、建设和运营中,经过三年不懈探索和研究,团队获得了11项国家发明专利、20多项实用新型专利,积累了大量的实战经验,培养和造就了一大批技术骨干和管理团队。2017年4月,由江金明全程主导设计和实施的彬长大佛寺乏风氧化制热项目顺利通过了政府多个部门联合验收,各项指标均达到了设计要求和预期目标。该系统的建成,填补了我国在乏风销毁及利用领域的多项空白,是首个在瓦斯销毁过程中无二次污染产生的清洁环保项目。该项目的顺利建成和投入使用,为彬长矿区实施瓦斯零排放奠定了坚实的基础;对目前碳排放体量大,碳减排难度高、时间紧、任务重的陕西省趟出了一条绿色发展新路;同时也为在全国范围内开展瓦斯零排放、节能减排工作起到了标杆性的示范带动作用。低碳示范矿井的“黄陵模式”有了彬长矿区实践瓦斯零排放这样的成功经验,陕西省选择在黄陵矿业公司试点打造国家级的低碳示范矿区,以此来带动全省碳减排工作的顺利开展和碳减排指标置换的实施。该示范项目落户在黄陵矿业公司矿区也有其深刻的现实考量。据相关人士介绍,黄陵矿业公司是陕煤化集团旗下重点企业,是国家循环经济示范企业,各级领导低碳环保理念先进,员工节能环保意识强;其次,黄陵矿业在煤矿瓦斯利用方面一直走在陕西省前列,目前黄陵矿业现有的生产矿井中,瓦斯浓度大于8%的,已经建了两座低浓度瓦斯电厂实现了综合利用,有较强瓦斯利用相关基础,试点成功后,示范效应大、可复制性强。陕西金碳在对陕西煤矿瓦斯情况进行调研后,了解到陕煤化集团旗下黄陵矿业公司煤炭生产量大,毎年对空排放的瓦斯持续对环境产生的温窒效应日愈剧增,随着目前环保要求标准的提升,环保压力日益增加,对于瓦斯的销毁利用尤为紧迫和关键。将黄陵矿业煤矿打造为“近零碳排放”示范基地,可以实现节约能源、循环利用、变废为宝及综合治理环境污染的目的,起到高度的环保示范效应和规模效应。这成为黄陵矿业和陕西金碳的合作初衷与共同目标。按照陕西金碳的设想,黄陵矿区煤矿超低浓度瓦斯销毁及综合利用示范项目以瓦斯销毁为主要目的,在销毁瓦斯的过程中回收热能及享受国家政策红利来获取相应的投资回报。具体内容为:在黄陵矿区三个煤矿各瓦斯抽放风井广场,根据瓦斯抽放量及风排瓦斯量综合计算,共安装12台套的蓄热式乏风氧化(摧化)装置,将甲烷浓度≥0.35%以上瓦斯进行销毁,在销毁过程中抽出高温烟气,经过余热锅炉制成400℃、2.5MP的过热蒸汽给煤矿矿井冬季供暖,其他季节将余热蒸汽进行二次发电,该电能直接供煤矿生产所用。预计该项目全部建成后,将年回收96万吨蒸汽,年可发电年1.3亿千瓦时,年最低可销毁瓦斯1.4亿立方,至少可直接减排减排二氧化碳136万吨,间接减排二氧化碳6.84万吨,可获得142.84万吨的减排指标。据悉,该项目的盈利模式是通过瓦斯销毁提取热能制成高品质蒸汽,再进行余热利用,具体的项目赢利点包括:发电、供热、CCER(二氧化碳自愿减排的碳排放指标)交易、瓦斯销毁补贴等。在杨旸看来,从社会效应来说,该项目是国家目前大力提倡的节能减排的优选项目,符合国家产业政策发展和扶持的方向,且利国利民,具有公益项目的特性,尽管经济效益远不如低浓瓦斯发电,但社会效应远大于此,尤其像陕西金碳这样从事低碳和减排的专业公司,更应该承担一些社会责任。用该项目二氧化碳减排的总量来换取GBT增长所排放的二氧化碳量是一种最佳的选择,是一条立竿见影的捷径,也是发展中国家最好的减排方案。据了解,该项目目前得到陕西省发改委的大力推荐和支持,拟作为陕西省重点示范项目向国家发改委申报,并推荐争取列入国家级示范项目。此外,亚投行在陕西有碳减排专项资金的配套支持,陕西省发改委正在为本项目积极向亚投行争取项目低息贷款。
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