2024中国低浓度煤矿瓦斯减排良好实践分析报告

目录 执行摘要1 1.背景4 1.1.甲烷减排重要性4 1.2.甲烷减排成为全球合作关注议题6 1.3.中国甲烷排放现状8 2.低浓度煤矿瓦斯排放现状和挑战10 2.1.现状10 2.2.挑战12 3.低浓度煤矿瓦斯减排良好实践选择15 3.1良好实践选择维度16 3.2案例选择的范围16 3.3案例背景信息17 4低浓度煤矿瓦斯良好实践分析22 4.1案例1：山西阳煤二矿桑掌乏风氧化热电联供项目23 4.2案例2：山西柳林寨崖底低浓度瓦斯发电项目29 4.3案例3：山西晋城成庄矿白沙低浓度瓦斯提浓示范项目34 4.4案例4：山西晋城伏岩煤矿乏风氧化发电项目38 4.5案例5：山西晋城伯方煤矿低浓度瓦斯综合利用项目43 5案例总结与建议47 5.1案例总结47 5.2建议49 附录1：煤矿瓦斯抽采利用财政补贴和上网电价政策举措53 执行摘要 全球变暖日益加剧，温室气体排放持续上升，在关注排放最高的温室气体二氧化碳以外，处在第二大排放的温室气体——甲烷，其排放和减排潜力也不容忽视。 全球甲烷排放在过去15年增速加快。数据显示，2022年全球温室气体排放中，甲烷排放占比达到21%，主要来自能源供应、农业生产和废弃物管理等人类活动。此外，与二氧化碳相比，甲烷的全球变暖效应也更强更快。在甲烷排放到大气中的头20年内，其在地球大气 层中吸收热量的能力是二氧化碳的80多倍。由于甲烷在大气中的分解速度比二氧化碳更快，寿命比二氧化碳更短，因此采取积极快速行动减少甲烷排放可以显著降低全球温升速度和程度。 在此背景下，不同国家和地区先后提出了甲烷减排行动计划。欧盟在2020年提出了甲烷减排战略，制定了一个综合性甲烷减排的政策框架，覆盖甲烷数据监测和重点排放领域的减排方案。美国2022年发布的通胀削减法案（IRA）中首次提出联邦政府对油气行业的甲烷排 放进行收费。巴西也在2022年公布了国家零甲烷计划，减排聚焦在废弃物和农业部门减排和 生物质能源利用。在第26届联合国气候变化大会（COP26）上，有100多个国家联合签署了全球甲烷承诺倡议。在2023年的COP28上，多国也提出加大对甲烷减排的资金支持。 随着“双碳”目标的提出，我国对非二氧化碳温室气体排放的关注也在日益加强。我国在 2021年发布的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的 意见》中提出加强甲烷等非二氧化碳温室气体管控。在2023年11月，我国正式发布《甲烷排放控制行动方案》，提出加快形成甲烷排放监管体系，推进减污降碳协同增效，有力有序有效控制甲烷排放。 我国2023年提交的《中华人民共和国气候变化第三次两年更新报告》显示，在我国甲烷排放中，来自能源供应的甲烷排放占42%，主要包括煤矿开采和矿后活动中的煤矿甲烷 （39%）和油气开采的甲烷排放（3%）。而在与煤矿开采相关的甲烷排放，有接近九成排放来自低浓度煤矿瓦斯，尤其是甲烷体积分数在0.75%以下的风排瓦斯（也称乏风瓦斯）。由于缺乏有效的政策约束和经济激励，低浓度煤矿瓦斯减排困难重重。一方面，现有的煤矿瓦斯排放标准并没有对低浓度瓦斯（甲烷体积分数<30%）和煤矿回风井乏风瓦斯的排放有限制 要求，另一方面，当前技术条件下低浓度瓦斯利用技术的应用经济性也不足，企业投资积极性低。而乏风瓦斯，由于甲烷浓度极低，回收利用难度更高。 在助力煤矿甲烷减排的背景下，本报告主要关注我国企业低浓度煤矿瓦斯减排的良好实践，旨在为参与煤矿甲烷管理的政策决策和执行部门，以及相应的技术和研究支持机构提供参考，也可为希望利用煤矿瓦斯资源的煤矿企业、新能源企业和相关科技服务企业等提供参考。此外，报告的良好实践分享也为其他面临煤矿甲烷减排的发展中国家，例如印度尼西亚和印度，提供可以交流讨论和借鉴的经验。 本报告聚焦在我国煤炭资源和煤层气资源富集程度高的山西省，通过专家访谈和实地调研，梳理分析所选的企业案例如何在现有的政策、技术和市场环境下实现煤矿甲烷减排，并且产生经济和环境双重效益，同时总结案例复制和推广落地的关键要素。 首先，加强对煤矿瓦斯利用项目的统一规划，为项目的建设和运营提供配套政策支持。由于我国对于甲烷浓度小于30%的低浓度瓦斯利用并无强制要求，因此多数煤矿企业没有政策压力进行或大范围开展低浓度瓦斯利用，因此也没有在矿井建设初期考虑配套低浓度瓦斯利用项目。同时低浓度煤矿瓦斯的利用存在爆炸风险，一旦发生安全事故，煤矿将面临停工停产。出于煤矿生产安全的考虑，瓦斯发电并不在煤矿企业的优先考虑中。因此，建议在规范或修订出台矿井建设设计中明确关于配套瓦斯利用的制度和规定，进一步从源头督促煤矿企业加大瓦斯利用。 其次，基于煤矿条件开发合适且稳定的商业模式。由于煤矿企业对低浓度和乏风瓦斯进行利用的政策动力不足，因此可以通过与瓦斯利用企业采用类似BOT方式合作，由前者提供瓦斯，后者自行负责投资、建设和运营瓦斯发电项目，减少煤矿甲烷排放的同时也能带来经济收益。此外，为了减少由于气源供应不稳定和项目在用地资质申请上带来的挑战，项目也可以考虑由煤矿与瓦斯利用企业共同投资的方式来建设和运营。 再次，由于瓦斯发电项目的初始投资规模较大，加强不同经济激励政策对瓦斯回收利用项目的持续支持尤为重要。激励政策可以降低项目的资金投入成本，增加投资吸引力，也有助于企业获得投资回报，帮助项目稳定运营。建议中央和地方在制定补贴价格时，除了考虑产业发展、抽采利用成本和市场销售价格变化等因素外，还应充分考虑煤矿瓦斯发电和利用的环境效益，针对低浓度和乏风瓦斯利用项目，适当提高补贴价格或提高补贴发放频次。此 外，随着我国自愿碳市场的重启，建议将技术成熟的针对包括乏风瓦斯在内的低浓度瓦斯利用的方法学纳入自愿碳减排体系，充分发挥市场机制促进减排。同时拓宽低浓度煤矿瓦斯利用的融资渠道和加强相应的政策支持。 最后，尽快调整制定煤矿瓦斯分级排放标准，并对煤矿瓦斯排放总量进行控制。我国现行的《煤层气(煤矿瓦斯)排放标准(暂行)》(GB21522-2008)并未对甲烷体积分数<30%的抽采瓦斯和乏风瓦斯的排放进行限制，因此煤矿企业通常缺乏对这部分低浓度瓦斯进行利用的动力。一方面，随着科技进步和研发投入，我国的低浓度瓦斯利用技术取得重大突破，已经领先于现行排放标准的排放限值要求，甲烷体积分数<30%的瓦斯利用也具有一定的技术和经济可行性。另一方面，伴随着低浓度瓦斯利用技术的发展，国家和地方也出台了相应的政策措施鼓励对低浓度煤矿瓦斯的利用。适时更新煤矿瓦斯排放标准不仅可以反映技术的进展，同时可以进一步助力已有政策的实施，促进煤矿甲烷的利用和减排。此外，将排放标准从对甲烷浓度进行控制，扩展到对浓度和总量进行控制，还能够倒逼煤炭企业加强对低浓度瓦斯的利用。 1.背景 图源：unsplash 1.1.甲烷减排重要性 在应对全球气候变化的危机中，除了减少来自化石燃料燃烧产生的以二氧化碳为主的温室气体排放，控制全球第二大温室气体排放源，同时也是具有高升温潜势值（Globalwarmingpotential,GWP)——甲烷的排放，也需要得到更多的关注。 数据显示，2022年全球温室气体排放大概在537.86亿吨二氧化碳当量，其中甲烷占比21%，是仅次于二氧化碳的排放次高的温室气体1。与此同时，全球甲烷排放在过去15年增速加快，其 中60%是人类活动导致的排放，主要排放源包括化石燃料开采和使用、农业生产和废弃物处理活 动。其余的40%的甲烷排放来自自然界活动，包括来自湿地、河流、野生动物和永久冻土等活动的排放2。但是目前排放的主要增长来自人类活动。 1Crippa,M.,Guizzardi,D.,Pagani,F.,Banja,M.,Muntean,M.,SchaafE.,Becker,W.,Monforti-Ferrario,F.,Quadrelli,R.,RisquezMartin,A.,Taghavi-Moharamli,P.,Köykkä,J.,Grassi,G.,Rossi,S.,BrandaoDeMelo,J.,Oom,D.,Branco,A.,San-Miguel,J.,Vignati,E.,GHGemissionsofallworldcountries,PublicationsOfficeoftheEuropeanUnion,Luxembourg,2023,doi:10.2760/953322,JRC134504. 2UNITEDNATIONSENVIRONMENTPROGRAMME.EmissionsGapReport2021:TheHeatIsOn–AWorldofClimatePromisesNotYetDelivered[J/OL].2021.https://wedocs.unep.org/20.500.11822/36990. 图1：全球不同温室气体排放占比（%，2022） 数据来源：EDGARdatabase,2023 *由于四舍五入的关系，百分比可能不等于100 图2：全球大气甲烷浓度变化 数据来源：美国国家海洋和大气管理局 人类活动造成的甲烷排放主要来自农业生产、能源工业和废弃物管理部门，三者甲烷排放占全球温室气体排放总量的8%、7%和4%。能源供应的甲烷排放主要来自煤炭和油气开采。农业生产甲烷排放主要集中在动物肠道发酵、水稻种植和畜禽粪污处理。废弃物管理排放主要来自固体废弃物处理和废水处理。 图3：全球甲烷分部门排放占比（2019） 数据来源：PBL,2019 此外，与二氧化碳相比，甲烷的全球变暖效应也更强更快。在甲烷排放到大气中的头20年内， 其在地球大气层中吸收热量的能力是二氧化碳的80多倍。而在甲烷释放到大气中的100年内，同 样体积的甲烷吸收热量的能力也是二氧化碳的20多倍。由于甲烷在大气中的分解速度比二氧化碳更快，寿命比二氧化碳更短，一直被视为短寿命周期污染物（short-livedclimatepollutants,SLCPs），因此采取积极快速行动减少甲烷排放可以显著降低全球温升速度和程度3。2021年8月IPCC发布的最新报告中也开始强调减少甲烷排放对应对全球气候变化的重要性和紧迫性4。 1.2.甲烷减排成为全球合作关注议题 随着全球加强对甲烷减排的关注，不同国家和地区先后提出了甲烷减排行动计划。 目前美国、欧盟和巴西已经先后提出了甲烷减排战略，为分行业的甲烷减排提供政策支持，并且加强国家层面甲烷排放数据的收集和清单编制，为甲烷减排提供科学的数据支持。例如美国在2014年奥巴马政府时期发布了全国甲烷战略5，随后提出到2025年油气行业的甲烷排放将比 2012年排放水平减少40-45%的减排目标，并且在已有的甲烷数据收集基础上建立全国甲烷监测网络。美国近期通过的通胀削减法案（InflationReductionAct）中也首次提出联邦政府对油气行业的甲烷排放进行收费。欧盟也在2020年10月提出了甲烷减排战略，制定了一个综合性甲烷减排的政策框架，既包括了跨行业的对甲烷数据监测的政策，同时也在能源、农业和废弃物管理三大排放领域分别设定了减排方案与计划。巴西也在2022年公布了国家零甲烷计划，将减排聚焦在废弃物和农业部门减排和生物质能源利用6。 在2021年第26届联合国气候变化大会（COP26）上，有100多个国家联合签署了全球甲烷承诺倡议（GlobalMethanePledge），旨在到2030年将甲烷在2020年基础上减少至少30%。中美两国也在COP26上发布了《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》，将甲烷减排作为交流合作的重点领域7。在2023年中美两国的《关于加强合作应对气候危机的阳 光之乡声明》中也提到，两国将在各自国家甲烷行动计划基础上制定各自纳入其2035年国家自主贡献的甲烷减排行动/目标，并支持两国各自甲烷减/控排取得进展8。 3XUY,RAMANATHANV.Wellbelow2C:Mitigationstrategiesfora