12月1日，生态环境部和国家市场监督管理总局联合发布新修订的《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》。新标准强调，在满足安全生产的前提下，通过更加严格的排放控制要求和监测要求，强化甲烷排放控制，积极应对气候变化，改善生态环境质量。
近年来，聚焦“双碳”目标、能源结构转型、煤矿安全生产，我国陆续出台一系列加强煤矿瓦斯防治和煤层气开发利用工作的政策措施，瓦斯抽采利用政策体系不断完善。在一系列相关政策的支持下，煤炭行业相关企业与机构正在加快煤矿瓦斯利用步伐。
用技术打通堵点卡点
据介绍，我国瓦斯抽采基本技术路线为：通过抽采动力源将瓦斯从煤层中抽吸至地面，再对不同浓度的瓦斯进行利用，并在这个过程中监测计量。
在瓦斯抽采环节，长期以来，我国瓦斯抽采动力设备为水环真空泵，虽然安全性能高，但能耗高、效率低。
2019年，“节能型泵及真空设备制造”被列入国家绿色产业指导目录。
中国安全生产科学研究院研究团队提出水环真空泵减阻节能新方法，降低水环泵能耗。目前，这项技术已在陕西、山西、安徽推广应用。其中，在山西潞安化工集团有限公司古城煤矿应用后，节能率在15%以上，单台900千瓦水环真空泵年节电量达190万千瓦时，泵站年节能净效益超200万元。
“现阶段，我国煤炭行业对甲烷排放尚缺乏有效的计量方法、体系和标准，缺少在地面对矿区范围内的甲烷排放进行计量的系统。”中国安全生产科学研究院院长周福宝说。
去年8月，生态环境部发布《深化碳监测评估试点工作方案》，要求在煤炭行业开展甲烷排放监测试点。同年，中国安全生产科学研究院探索建立我国首套矿井甲烷排放智能监测系统，目前在国家能源集团神东煤炭布尔台煤矿、国家能源集团神东煤炭上湾煤矿进行试点应用。
在瓦斯抽采利用过程中，智能化是重要一环。
光力科技股份有限公司研发团队提出瓦斯抽采关键过程管控智能化方案。其中，该公司发明的新型智能钻机，大幅降低施钻人员劳动强度，提高钻探效率和钻孔精度。新型智能钻机于今年4月入选矿山领域机器人典型应用场景。
健全甲烷市场化减排机制
近年来，我国持续推进CCER（中国核证自愿减排量）体系建设，深入研究CCER方法学，不断完善甲烷市场化减排机制。
12年前，国家发展改革委发布《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》，提出CCER机制，对国内温室气体自愿减排项目等5个事项实施备案管理。
自“双碳”战略目标提出以来，全国碳市场及相关配套机制的建设进展大大加快。2021年7月，全国碳排放权交易市场正式启动。今年1月，全国温室气体自愿减排交易市场正式启动，与全国碳排放权交易市场共同构成“强制碳配额+自愿碳减排”两个相互关联的碳市场体系。
“自愿碳减排促进我国煤炭甲烷减排经济可行性、煤炭甲烷减排技术创新能力、煤炭甲烷利用率不断提高。”应急管理部信息研究院（煤炭信息研究院）副院长刘文革说。
向超低浓度瓦斯发起攻关
自2020年以来，在国家出台的一系列政策要求与支持下，煤炭行业对超低浓度瓦斯和乏风瓦斯的利用探索正在展开。
中国安全生产科学研究院研发团队研发了“微压—真空”变压吸附提浓技术，实现氧气、氮气、甲烷高效率分离，并在1300多次循环实验中保持效果稳定。
该研发团队还探索出基于固体氧化物燃料电池的低浓度甲烷高效清洁发电新技术，破解传统内燃机发电效率低、污染重的技术难题。此外，该研发团队探索出乏风甲烷低温催化氧化技术，开发一种新型催化剂（钙钛矿氧化物浸渍颗粒型催化剂），可以更有效吸附甲烷气体。该技术已在安徽展开实验，转化率为50%以上。
在北京扬德环保能源科技股份有限公司，成套技术方案正在矿区落地实践。
该公司总裁许政洪说：“当煤矿掺混瓦斯甲烷浓度大于0.5%时，通过氧化反应可产生950摄氏度的高温热风。我们通过增加相关配套技术设备，利用这部分煤矿瓦斯实现热电冷三联供、供暖、井筒进风加热、煤泥烘干等。”
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院研发团队发明首台防爆轰火焰管道阻火器。该学院学科主任赵培涛指出，煤矿瓦斯安全高效利用具有显著的社会效益、环境效益，可促进煤矿安全生产节能降碳、提质增效。但同时，煤矿瓦斯利用应充分考量技术经济性，遵循“梯级”原则，在经济承受范围内，匹配不同技术方案。
来源：《中国煤炭报》
编辑：李孟瑶
责编：黄泽华
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