12月1日，生态环境部和國(guó)家市场监督管理(lǐ)总局联合发布了新(xīn)修订的《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》。新(xīn)标准强调，在满足安(ān)全生产(chǎn)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(zhì)量。

第二十届國(guó)际煤层气研讨会发布的数据显示，截至2023年底，我國(guó)高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井有(yǒu)1500处左右，主要分(fēn)布在安(ān)徽、河南、山(shān)西、陕西等地。

“煤矿瓦斯的主要成分(fēn)是甲烷，甲烷是全球第二大温室气體(tǐ)。”应急管理(lǐ)部信息研究院（煤炭信息研究院）院長(cháng)郑景奇说，“开展煤矿瓦斯抽采利用(yòng)，不仅能(néng)够治理(lǐ)瓦斯灾害，而且能(néng)够减少温室气體(tǐ)排放。”

近年来，聚焦“双碳”目标、能(néng)源结构转型、煤矿安(ān)全生产(chǎn)，我國(guó)陆续出台了一系列加强煤矿瓦斯防治和煤层气开发利用(yòng)工(gōng)作(zuò)的政策措施，瓦斯抽采利用(yòng)政策體(tǐ)系不断完善。

在做好煤炭产(chǎn)业规划布局方面，我國(guó)严格控制高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井建设项目审批；规定高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应配套建设瓦斯抽采与综合利用(yòng)设施，鼓励先抽后建、先采气后采煤；对不具(jù)备瓦斯灾害治理(lǐ)能(néng)力的高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井，引导淘汰退出。

在制定煤层气（煤矿瓦斯）开发利用(yòng)规划方面，我國(guó)从勘探开发、输送与利用(yòng)、科(kē)技(jì )创新(xīn)等方面布局，建设煤层气开发产(chǎn)业化基地、瓦斯抽采规模化矿區(qū)，加大科(kē)技(jì )攻关支持力度，推动煤层气快速增储上产(chǎn)。

在加强激励扶持方面，我國(guó)加快高瓦斯、煤与瓦斯突出煤矿安(ān)全技(jì )术改造，遴选推广煤层气（煤矿瓦斯）开发、瓦斯治理(lǐ)先进适用(yòng)技(jì )术、装(zhuāng)备，支持将煤层气开发利用(yòng)项目作(zuò)為(wèi)温室气體(tǐ)自愿减排项目，对煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用(yòng)给予财政补贴、专项资金支持，出台煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用(yòng)企业相关税费优惠政策。

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(yòng)步伐。

“我國(guó)煤矿瓦斯资源分(fēn)布广、储量大，埋深小(xiǎo)于2000米的煤矿瓦斯总量高达36.81万亿立方米。煤矿瓦斯的抽采与利用(yòng)，是煤矿节能(néng)减排的关键环节。”中(zhōng)國(guó)安(ān)全生产(chǎn)科(kē)學(xué)研究院院長(cháng)周福宝说。

据周福宝介绍，我國(guó)埋藏深度超过1500米的中(zhōng)深层煤层气，资源量丰富，需要高水平的技(jì )术和复杂的工(gōng)艺，开发成本高；埋藏深度1500米以内的浅层煤层气，资源量相对较小(xiǎo)，储量小(xiǎo)且丰度低，规模开发的经济性不足。

如何构建适用(yòng)于我國(guó)地质(zhì)条件的煤层气开发模式？

中(zhōng)國(guó)煤炭科(kē)工(gōng)集团研发团队全面协同部署1500米以浅煤层气开发应用(yòng)与煤炭集约化高效采掘生产(chǎn)，选择西南地區(qū)、两淮地區(qū)、鄂尔多(duō)斯盆地三种不同地质(zhì)条件的地區(qū)进行煤层气开发，最终形成适合我國(guó)目前条件下的煤层气开发技(jì )术體(tǐ)系，实现“建、产(chǎn)、掘、抽”一體(tǐ)化煤与煤层气协同开发。

“煤层气与煤炭同源共生，开发过程中(zhōng)相互影响，井上下联合开发可(kě)以破解众多(duō)地质(zhì)、安(ān)全难题。”中(zhōng)國(guó)煤炭科(kē)工(gōng)集团副总经理(lǐ)刘见中(zhōng)说，“我國(guó)13个重点矿區(qū)，煤层气地质(zhì)资源量為(wèi)6.6万亿立方米。瓦斯抽采和利用(yòng)，要能(néng)抽尽抽、应抽尽抽，不能(néng)只选择‘甜点’，回避堵点卡点。这些难点问题，要通过技(jì )术来解决。”

据介绍，我國(guó)瓦斯抽采基本技(jì )术路線(xiàn)為(wèi)：通过抽采动力源将瓦斯从煤层中(zhōng)抽吸至地面，再对不同浓度的瓦斯进行利用(yòng)，并在这个过程中(zhōng)监测计量。

在瓦斯抽采环节，長(cháng)期以来，我國(guó)瓦斯抽采动力设备為(wèi)水环真空泵。“水环真空泵虽然安(ān)全性能(néng)高，但能(néng)耗高、效率低，实际运行效率仅為(wèi)10%到40%。”周福宝说。

2019年，“节能(néng)型泵及真空设备制造”被列入國(guó)家绿色产(chǎn)业指导目录。

中(zhōng)國(guó)安(ān)全生产(chǎn)科(kē)學(xué)研究院研究团队提出水环真空泵减阻节能(néng)新(xīn)方法，将工(gōng)质(zhì)由水改变為(wèi)高分(fēn)子减阻液，大幅降低泵运行过程中(zhōng)的摩擦和涡流损失，从而降低水环泵能(néng)耗。

目前，这项技(jì )术已在陕西、山(shān)西、安(ān)徽推广应用(yòng)。其中(zhōng)，在山(shān)西潞安(ān)化工(gōng)集团古城煤矿应用(yòng)后，节能(néng)率在15%以上，单台900千瓦水环真空泵年节電(diàn)量达190万千瓦时，泵站年节能(néng)净效益超200万元。

“在甲烷排放监测环节，现阶段，我國(guó)煤炭行业对甲烷排放尚缺乏有(yǒu)效的计量方法、體(tǐ)系和标准，缺少在地面对矿區(qū)范围内的甲烷排放进行计量的系统。”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(gōng)作(zuò)方案》，要求在煤炭行业开展甲烷排放监测试点。同年，中(zhōng)國(guó)安(ān)全生产(chǎn)科(kē)學(xué)研究院探索建立我國(guó)首套矿井甲烷排放智能(néng)监测系统，目前在國(guó)家能(néng)源集团布尔台煤矿、上湾煤矿进行试点应用(yòng)。

在瓦斯抽采利用(yòng)过程中(zhōng)，智能(néng)化是重要一环。

“目前，我國(guó)瓦斯抽采作(zuò)业过程复杂繁琐，多(duō)為(wèi)隐蔽性、复杂工(gōng)程，涉及部门与人员较多(duō)，抽采过程自动化管控程度低，抽采系统标准化程度不高，抽采管网重监测、轻分(fēn)析、弱控制。”光力科(kē)技(jì )股份有(yǒu)限公(gōng)司董事長(cháng)赵彤宇说。

光力科(kē)技(jì )股份有(yǒu)限公(gōng)司研发团队提出了瓦斯抽采关键过程管控智能(néng)化方案，主要包括抽采系统透明管理(lǐ)、高效智能(néng)钻场施工(gōng)、精(jīng)准监测智能(néng)评判、矿區(qū)双碳智能(néng)管控四大类瓦斯智慧抽采关键技(jì )术装(zhuāng)备。

其中(zhōng)，该公(gōng)司发明的新(xīn)型智能(néng)钻机，可(kě)一键全自动钻进、数据全面监测、孔内参数随钻探测、自适应高效钻进，大幅降低了施钻人员劳动强度，提高了钻探效率和钻孔精(jīng)度。新(xīn)型智能(néng)钻机于今年4月入选矿山(shān)领域机器人典型应用(yòng)场景。

“通过装(zhuāng)备智能(néng)化、管理(lǐ)信息化、流程规范化、设计与施工(gōng)协同集成，我们不断提高瓦斯治理(lǐ)工(gōng)程的技(jì )术标准化和规范化水平，為(wèi)瓦斯治理(lǐ)提供辅助决策，提升瓦斯防治智能(néng)化水平。”赵彤宇说。

第二十届國(guó)际煤层气研讨会数据显示，截至2023年底，我國(guó)累计钻井近2.3万口，累计探明煤层气地质(zhì)储量1.1万亿立方米。

来自國(guó)家能(néng)源局的数据显示，2023年，我國(guó)煤层气产(chǎn)量达117.7亿立方米，居世界第三位。

“基于全球变暖潜能(néng)值的计算结果显示，1吨甲烷在100年内对于全球变暖的影响，是1吨二氧化碳所带来影响的28倍。”周福宝介绍，在大气中(zhōng)，二氧化碳可(kě)以存在数百年，而甲烷的寿命约為(wèi)12年，减少甲烷排放可(kě)以在短期内显著减缓全球气候变暖。

今年3月，國(guó)际能(néng)源署（IEA）发布的《2024年全球甲烷追踪》报告指出，2023年，全球化石能(néng)源的生产(chǎn)和使用(yòng)导致近1.2亿吨甲烷排放，其中(zhōng)煤炭的生产(chǎn)和使用(yòng)导致4000万吨的甲烷排放。

為(wèi)不断完善甲烷市场化减排机制，近年来，我國(guó)持续推进CCER（中(zhōng)國(guó)核证自愿减排量）體(tǐ)系建设，深入研究CCER方法學(xué)。

CCER是指对我國(guó)境内可(kě)再生能(néng)源、林业碳汇、甲烷利用(yòng)等项目的温室气體(tǐ)减排效果进行量化核证，并在國(guó)家温室气體(tǐ)自愿减排交易注册登记系统中(zhōng)登记的温室气體(tǐ)减排量。

早在12年前，國(guó)家发展改革委就发布了《温室气體(tǐ)自愿减排交易管理(lǐ)暂行办(bàn)法》，提出CCER机制，对國(guó)内温室气體(tǐ)自愿减排项目等五个事项实施备案管理(lǐ)。

自“双碳”战略目标提出以来，全國(guó)碳市场及相关配套机制的建设进展大大加快。2021年7月，全國(guó)碳排放权交易市场正式启动。今年1月，全國(guó)温室气體(tǐ)自愿减排交易市场正式启动，与全國(guó)碳排放权交易市场共同构成了“强制碳配额+自愿碳减排”两个相互关联的碳市场體(tǐ)系。

“自愿碳减排促进我國(guó)煤炭甲烷减排经济可(kě)行性、煤炭甲烷减排技(jì )术创新(xīn)能(néng)力、煤炭甲烷利用(yòng)率不断提高。”应急管理(lǐ)部信息研究院（煤炭信息研究院）副院長(cháng)刘文(wén)革说。

数据显示，2020年，我國(guó)煤矿瓦斯抽采量128亿立方米，相比2006年增長(cháng)2.8倍；煤矿瓦斯利用(yòng)量57.4亿立方米，相比2006年增長(cháng)4倍。2023年，全國(guó)煤矿瓦斯利用(yòng)量58亿立方米，减排二氧化碳8700万吨。

刘文(wén)革坦言，目前，我國(guó)煤炭甲烷排放基础工(gōng)作(zuò)仍存在基础数据不清、统计核算能(néng)力不足、核查體(tǐ)系尚未成熟等问题，煤炭甲烷排放精(jīng)准测量技(jì )术有(yǒu)待进一步优化，催化氧化技(jì )术研发有(yǒu)待进一步加强，安(ān)全技(jì )术水平有(yǒu)待进一步提高。

“保障煤矿瓦斯安(ān)全利用(yòng)是推进煤炭甲烷控排的重中(zhōng)之重。我们要不断提高装(zhuāng)备设施安(ān)全水平，防范事故发生。”刘文(wén)革说。

今年6月，國(guó)家能(néng)源局公(gōng)布的数据显示，我國(guó)矿井数量由1万多(duō)处减少到4200处左右。

“这些关闭矿井尤其是高瓦斯和突出煤矿，关闭后剩余大量瓦斯资源。残存瓦斯易引发瓦斯爆炸事故，关闭矿井的瓦斯从地表裂缝逸出，造成温室气體(tǐ)排放。”刘文(wén)革说。

在美國(guó)，开展关闭矿井瓦斯利用(yòng)，可(kě)以在自愿减排市场交易中(zhōng)获得减排收益。

“美國(guó)目前已有(yǒu)3个关闭矿井瓦斯开发利用(yòng)项目在‘加利福尼亚空气资源委员会限额贸易方案’进行注册，可(kě)获得12美元/吨的减排收益，关闭矿井瓦斯发電(diàn)可(kě)以获得约4欧分(fēn)/千瓦时的额外收益。”美國(guó)环保局煤层气办(bàn)公(gōng)室主任沃尔雅·罗斯切卡表示。

“未来关闭矿井的瓦斯利用(yòng)，有(yǒu)待纳入自愿碳减排支持范围，我國(guó)自愿碳减排體(tǐ)系有(yǒu)待进一步健全完善。”刘文(wén)革建议，加强煤炭甲烷开采、运输、储存、利用(yòng)各环节排放的监测、报告和核算等核查體(tǐ)系（MRV）建设；加强全浓度瓦斯梯级利用(yòng)技(jì )术攻关；健全相关法规标准體(tǐ)系，适时修订煤矿瓦斯利用(yòng)安(ān)全相关法规标准，健全完善煤矿瓦斯输送、逸散监测相关标准和检定规程；加大超低浓度乏风瓦斯催化氧化销毁和余热利用(yòng)技(jì )术、低浓度瓦斯高效提纯技(jì )术、甲烷浓度在3%到9%的煤矿瓦斯直燃技(jì )术等关键技(jì )术的科(kē)研攻关。

根据《煤矿瓦斯发電(diàn)工(gōng)程设计规范》，甲烷體(tǐ)积浓度大于或等于30%的煤矿瓦斯為(wèi)高浓度瓦斯；甲烷體(tǐ)积浓度大于或等于7%且小(xiǎo)于30%的煤矿瓦斯為(wèi)低浓度瓦斯。

针对甲烷體(tǐ)积浓度小(xiǎo)于7%的煤矿瓦斯，目前没有(yǒu)明确定义。在业内，广义上称甲烷體(tǐ)积浓度小(xiǎo)于7%的煤矿瓦斯為(wèi)超低浓度瓦斯。也有(yǒu)专家指出，甲烷體(tǐ)积浓度小(xiǎo)于3%的煤矿瓦斯可(kě)被称為(wèi)超低浓度瓦斯；甲烷體(tǐ)积浓度低于0.75%的煤矿瓦斯為(wèi)乏风瓦斯（风排瓦斯、通风瓦斯）。

据周福宝介绍，不同浓度的煤矿瓦斯，其抽采利用(yòng)程度也不同。

其中(zhōng)，高浓度瓦斯可(kě)被用(yòng)作(zuò)高浓度内燃发電(diàn)、管道民(mín)用(yòng)燃气、LNG、CNG等，其利用(yòng)技(jì )术已基本成熟；低浓度瓦斯被用(yòng)于内燃机发電(diàn)、供热等，可(kě)实现大部分(fēn)利用(yòng)。而超低浓度瓦斯利用(yòng)存在困难，大部分(fēn)超低浓度瓦斯被直接排放。

2020年11月，生态环境部、國(guó)家发展改革委、國(guó)家能(néng)源局三部门联合发布了《关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理(lǐ)的通知》，鼓励对甲烷體(tǐ)积浓度在2%（含）至8%的抽采瓦斯以及乏风瓦斯探索开展综合利用(yòng)。

2023年11月，生态环境部等11部门印发《甲烷排放控制行动方案》。

“方案印发一年多(duō)以来，我们将甲烷控排2024重点工(gōng)作(zuò)细化為(wèi)35项，建立排放因子数据库，提升甲烷排放数据准确性，修订煤层气煤矿瓦斯排放标准，将禁止排放的煤矿瓦斯浓度下限从30%下调到8%。”生态环境部应对气候变化司一级巡视员蒋兆理(lǐ)说。

今年7月，生态环境部组织编制了《温室气體(tǐ)自愿减排项目方法學(xué) 煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用(yòng)（征求意见稿）》，鼓励煤矿企业申请低浓度瓦斯和风排瓦斯回收利用(yòng)的自愿减排项目，进一步提高煤矿瓦斯回收利用(yòng)率，削减甲烷排放。

今年12月1日，新(xīn)修订的《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》明确指出，在保障煤矿通风安(ān)全的前提下，禁止排放高浓度煤矿瓦斯，禁止排放甲烷體(tǐ)积浓度高于8%且抽采纯量高于10立方米/分(fēn)钟的煤矿瓦斯。

在系列政策的要求与支持下，煤炭行业对于超低浓度瓦斯和乏风瓦斯的利用(yòng)探索正在展开。

“既然甲烷浓度低，难捕捉，那么能(néng)否换一个思路，捕捉氧气和氮气，让甲烷浓度相对变高？”周福宝说。為(wèi)此，中(zhōng)國(guó)安(ān)全生产(chǎn)科(kē)學(xué)研究院研发团队研发了基于吸附动力學(xué)选择性的“微压—真空”变压吸附提浓技(jì )术，实现氧气、氮气、甲烷高效率分(fēn)离，并在1300多(duō)次循环实验中(zhōng)保持效果稳定。

不满足于单一的技(jì )术路径，中(zhōng)國(guó)安(ān)全生产(chǎn)科(kē)學(xué)研究院研发团队还探索出基于固體(tǐ)氧化物(wù)燃料電(diàn)池（SOFC）的低浓度甲烷高效清洁发電(diàn)新(xīn)技(jì )术，通过電(diàn)化學(xué)反应，直接将甲烷化學(xué)能(néng)转化為(wèi)電(diàn)能(néng)，破解传统内燃机发電(diàn)效率低、污染重的技(jì )术难题。此外，该研发团队探索出乏风甲烷低温催化氧化技(jì )术，开发了一种新(xīn)型催化剂（钙钛矿氧化物(wù)浸渍颗粒型催化剂）。

“像海绵吸水一样，这种催化剂可(kě)以更有(yǒu)效吸附甲烷气體(tǐ)。该技(jì )术已在安(ān)徽省展开实验，转化率為(wèi)50%以上，但距离产(chǎn)业化还有(yǒu)一段距离。”周福宝说。

在北京扬德(dé)环保能(néng)源科(kē)技(jì )股份有(yǒu)限公(gōng)司，成套技(jì )术方案正在矿區(qū)落地实践。

“当煤矿掺混瓦斯甲烷浓度较低（0.3%至0.5%）时，无法提取热量，我们通过技(jì )术手段销毁甲烷，达到减少温室气體(tǐ)排放的目的。”北京扬德(dé)环保能(néng)源科(kē)技(jì )股份有(yǒu)限公(gōng)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(kě)产(chǎn)生950摄氏度的高温热风。我们通过增加相关配套技(jì )术设备，利用(yòng)这部分(fēn)煤矿瓦斯实现热電(diàn)冷三联供、供暖、井筒进风加热、煤泥烘干等。”

利用(yòng)这套技(jì )术方案，晋能(néng)控股集团李阳煤矿年摧毁瓦斯量3000万标准立方米，年碳减排量49万吨；潞安(ān)化工(gōng)集团漳村煤矿年摧毁瓦斯量1700万标准立方米，年碳减排量25万吨；中(zhōng)煤山(shān)西华宁煤业公(gōng)司年摧毁瓦斯300万标准立方米，年碳减排量4.5万吨。

中(zhōng)國(guó)矿业大學(xué)低碳能(néng)源与动力工(gōng)程學(xué)院研发团队以多(duō)孔介质(zhì)燃烧為(wèi)基础理(lǐ)论依据，研究揭示了甲烷浓度小(xiǎo)于9%瓦斯爆燃过程中(zhōng)能(néng)量释放和传播机制，提出了小(xiǎo)空间热流循环自激振荡式瓦斯直燃利用(yòng)方法，发明了首台防爆轰火焰管道阻火器。

中(zhōng)國(guó)矿业大學(xué)低碳能(néng)源与动力工(gōng)程學(xué)院學(xué)科(kē)主任赵培涛指出，煤矿瓦斯安(ān)全高效利用(yòng)具(jù)有(yǒu)显著的社会效益、环境效益，可(kě)促进煤矿安(ān)全生产(chǎn)节能(néng)降碳、提质(zhì)增效。但同时，煤矿瓦斯利用(yòng)应充分(fēn)考量技(jì )术经济性，遵循“梯级”原则，在经济承受范围内，匹配不同技(jì )术方案。

蒋兆理(lǐ)说：“下一步，我们将继续落实甲烷行动方案重点任務(wù)，推动新(xīn)修订瓦斯排放标准落实，鼓励更多(duō)煤炭企业开展自主减排行动，回收利用(yòng)低浓度瓦斯和乏风瓦斯。”