碳中和目标下煤矿甲烷减排趋势模型及关键技术

“双碳”目标的提出,要求我国在强化CO2排放控制的同时加强对甲烷等非CO₂温室气体的控排。在研究我国煤矿甲烷排放来源及构成的基础上,采用基于矿井实测法T3方法分析测算我国煤矿甲烷的历史排放趋势,辨识煤矿甲烷排放的影响因素,建立煤矿甲烷排放主因素分析模型（MFAME）,并按照基准、发展、新政策3种情景预测到2060年的煤矿甲烷排放量,提出甲烷减排的总体路径和减排关键技术。研究表明：煤矿地下开采过程中的甲烷排放是我国煤矿甲烷最主要的排放来源,露天开采过程中的甲烷排放和废弃煤矿的甲烷排放量呈现上升趋势。我国煤矿甲烷排放总量仍然较大,基于T3方法测算的煤矿瓦斯统计排放量峰值为591.6万t。碳中和目标下煤炭消费需求侧的加速减少会导致煤炭产量快速下降、煤矿数量减少以及煤炭供应生产结构的进一步调整,高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井等灾害严重矿井比例逐渐减少。预计不同情景下,到2060年,我国煤矿甲烷的排放量为365万～542万t。未来需加强煤矿地下开采、矿后活动及废弃煤矿瓦斯排放等重点排放环节的管控,按照“技术-经济-政策”协同发展路径,深入推动低浓度瓦斯高效提浓技术、超低浓度通...     

碳中和目标下我国天然气行业甲烷排放控制及相关科学问题

天然气是我国实现2030年碳达峰和2060年碳中和目标的重要能源,但是天然气供应链从勘探开发到终端消费的每个环节都存在甲烷逃逸问题,因而甲烷减排成效将影响天然气在我国现代清洁能源体系中的地位及其在能源转型中的作用。本文从天然气行业甲烷排放特征入手,分析了天然气系统甲烷逃逸排放核算方法,梳理了甲烷排放测量与控制技术,进而明确了我国天然气行业甲烷排放控制工作亟需解决甲烷减排顶层制度与政策工具设计、空天地一体化甲烷排放测量技术体系构建、多尺度多层级甲烷排放清单数据库与信息平台建设、全产业链甲烷减排技术研发与工程示范等科学问题,最后从政府层面、行业层面和企业层面,分别提出了加强我国天然气行业甲烷排放控制的对策建议。     

一项减少煤层气排放的新技术

美国生物工程资源公司发明了一项用于减少煤矿甲烷排放,并利用煤矿甲烷生产贵重的单细胞蛋白质和甲醇的生物技术。该公司称,要有效控制煤矿甲烷排放,必须开发能够将矿井乏风作     

甲烷市场化合作计划——煤矿煤层气项目开发的机遇

煤矿煤层气的排放是全球甲烷排放的一个重要来源，“甲烷市场化合作计划”的发起是为了识别并开发相关的工程项目，减少煤矿、垃圾填埋场和石油天然气系统等各领域中的甲烷排放。煤矿煤层气项目是“甲烷市场化合作计划”的三个核心领域之一，对推动煤炭行业的甲烷减排发挥重要作用。     

中国煤矿甲烷向大气排放量

按照政府间气候变化工作组(IPCC)1996年修订指南的要求,对我国地下开采、露天开采和矿后活动甲烷涌出量进行了估算,扣除抽放甲烷中利用甲烷后,得出煤矿排入大气的甲烷量。     

美国煤矿甲烷减排技术与政策

随着温室效应受到国际社会的日益关注,美国积极采取有效措施减少温室气体的排放。煤矿甲烷排放约占全美甲烷释放量的12％,于是美国政府从技术、政策和资金方面促进煤矿甲烷的回收利用,1996年,煤矿甲烷的回收利用量达14亿m~3。另外,本文还分析了影响煤矿甲烷回收利用的主要障碍。     

页岩气开发利用过程中甲烷排放的研究

在页岩气开采—加工—存储—运输—消费的全生命周期中,甲烷排放存在于每一个开发利用环节。由于国内的页岩气生产尚未进入大规模商业开发阶段,相应的对于甲烷排放量的测算很少。为此,文章基于页岩气开发利用的全过程,研究了在此过程中甲烷的主要排放途径,从全生命周期以及各阶段两方面梳理了国外学者对页岩气开发利用过程中甲烷排放量的已有研究,结合我国页岩气资源禀赋特点和资源量进行了相应的甲烷排放量测算和分析。结果表明：1）在页岩气的整个开发过程中,甲烷排放问题比较突出,平均排放率在326%左右;2）在页岩气开发利用的不同阶段甲烷排放量差异较大,其中生产阶段尤其是完井阶段排放率最大;3）甲烷排放削弱了页岩气的减排效果,并可能影响页岩气是一种比煤和石油更清洁的能源这一论断的正确性。     

煤矿煤层气排放对大气的污染及对策

在采煤过程中释放出大量烃类、二氧化碳、硫化氢等有毒有害气体。其中，以甲烷为主的烃类气体为成煤过程中生成，称为煤层气。甲烷是一种辐射和化学活性气体，会使对流层大气产生增温效应，作用比二氧化碳大20～60倍。煤炭开采排放的甲烷量为人类活动所排甲烷总量的10％，我国煤炭开采排放的煤层气约占世界煤炭开采排放煤层气总量的1／3，降低我国直接进入大气的煤层气量，对改善全球大气环境有重要的影响。     

基于涌出因子分析煤炭矿区甲烷利用及减排

为解析中国煤炭矿区甲烷区域涌出因子,采用原煤产量法,以我国煤炭矿区甲烷排放为例,建立"产量-涌出量模型"。研究我国各个类型矿井的甲烷涌出系数,并根据矿区甲烷在不同区域的分布情况,在分类涌出系数的基础上计算出区域涌出因子。将原煤产量分布与分类涌出系数做矩阵运算,得到我国煤矿甲烷的27个区域涌出因子,计算并预测区域甲烷涌出量。     

煤矿乏风瓦斯燃烧用催化剂研究进展

煤矿瓦斯是煤矿伴生气,其主要成分甲烷是全球第二大温室气体,温室效应是二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯的直接排放将加剧温室效应及环境污染,因此近年来煤矿瓦斯的治理受到广泛关注。煤矿瓦斯中乏风瓦斯(甲烷浓度0. 1%～1. 0%)占比超过70%,该气体无法通过常规的燃烧方式处理和利用。催化燃烧作为一种脱除低浓度甲烷的高效方法,其不仅可以在较低的温度下实现甲烷的氧化,同时还可以减少甲烷处理过程中的NO_x和CO等污染物气体的排放,因此受到了人们的广泛关注。通过归纳近年来催化燃烧技术在催化剂研究方面的进展,重点阐述了催化剂制备方法对催化剂发展的影响,并且探讨了乏风瓦斯催化燃烧技术相关催化剂未来的发展方向。     

关于煤矿抽放瓦斯的优先地位

<正>在独联体国家抽放煤层、围岩和采空区的瓦斯都采用水环式真空泵。在乌克兰有40多个煤矿采用这种设备抽放瓦斯。减少向大气排放甲烷是"京都协议书"要求的主要任务。加工利用甲烷的回转式真空泵能与抽放系统分开,安全地使用水环式真空泵抽放出甲烷浓度<25%的甲烷空     

天然气行业甲烷排放及其减排应对现状：基于文献调研的分析

甲烷是一种增温潜势比二氧化碳更强的温室气体，能源活动中煤炭及油气开采过程是甲烷排放相对集中的领域。随着能源低碳转型的推进，天然气产业链已成为能源活动甲烷排放增量的主体，甲烷排放问题也成为制约天然气行业高质量发展的瓶颈。为有效解决该问题，需对天然气行业甲烷排放的相关问题进行全面深入的研究。因此，本文全面梳理了天然气行业甲烷排放来源认识、核算评估和减排方式三个方面的国内外文献。首先，明确了不同类型天然气及产业链不同环节的甲烷排放源，挖掘该问题的重要性及研究的必要性；其次，从自底向上和自顶向下两个方面梳理了天然气行业甲烷排放的核算研究，分析不同类型方法的应用特点，评估排放规模；最后，以技术和政策两个方面为切入点梳理天然气行业甲烷减排方式，分析其应用现状及减排效果。通过对上述三方面文献的梳理与分析，明确了天然气行业甲烷排放现有研究的可借鉴之处及不足，并针对其不足给出未来研究的建议，从而有效应对天然气行业甲烷排放所带来的诸多挑战。     

我国煤层甲烷类温室气体排放及清单编制

煤炭开采活动排放的煤层气是一个重要的温室气体排放源，介绍了我国具有代表性的煤层气组分及其影响煤层气涌出量的因素，通过数据说明我国为世界第一大煤层甲烷排放国，对如何编制煤层气温室气体排放清单，确定排放等级和公式进行了说明。     

真空变压吸附提浓煤矿乏风瓦斯的排放气充压过程

针对传统的变压吸附循环不能很好地适应乏风瓦斯提浓的问题,建立了以活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附实验装置,提出了一种适合煤矿乏风瓦斯提浓的三塔排放气充压流程,以此提高煤矿乏风瓦斯的提浓效果,并对该流程进行了实验研究。结果表明：在变压吸附回收重组分甲烷的过程中,采用排放气从吸附塔上端充压可以有效降低排放气中甲烷的体积分数。在排放气甲烷体积分数相同的情况下,采用排放气充压可以延长穿透时间,提高产品气中甲烷的体积分数。随着排放气充压比的增大,产品气中甲烷的体积分数先上升,后趋于平稳;排放气中甲烷的体积分数则先下降,后趋于平稳。     

新疆储碳工程发展的重要性浅析

CO_2是温室气体中对气候影响最大的气体之一。随着人类对能源需求的不断加大,大量煤、石油等化石燃料被开采利用,并排放出大量的CO_2导致气候变暖,引发一系列环境问题。当前,减少CO_2排放以应对全球气候变化,是世界各国保证经济与环境可持续发展面临的共同挑战。在全球应对气候变化、倡导低碳经济的大背景下,储碳工程的应用受到越来越多的关注。经过近40年的研究和实践,CO_2地质储存已逐步发展成为气候变化背景下最具潜力的温室气体排放的技术手段之一。新疆作为我国能源生产最为重要的地区,近年来日趋严重的全球气候变暖,引发了一系列环境问题,导致全球变暖的温室气体,特别是CO_2的排放开始受到密切关注。     

利用采动区井抽排煤层甲烷

介绍了利用采动井开发煤层甲烷的机理，技术工艺，效果以及美国利用该技术开发煤层甲烷的概况和我国试验工作的进展，提出该技术是生产矿区开发煤层甲烷和解决瓦斯排放的具有生命力的方式。     

井工煤矿全生命周期甲烷捕集核算及减排路径

甲烷减排是我国碳减排目标的重要组成部分，建立甲烷捕集核算体系是实现甲烷减排的前提。以甲烷近零排放为目标，结合《国家温室气体清单指南：IPCC—2019》和煤炭企业温室气体排放核算国家标准，提出了井工煤矿全生命周期中地质勘探、煤炭开采、矿后活动和煤矿废弃各阶段甲烷捕集的具体核算方法，构建了井工煤矿全生命周期甲烷捕集核算模型。在此基础上，提出了井工煤矿甲烷减排路径及其实施方案。研究结果可为井工煤矿甲烷治理与低碳发展提供指导。     

防治煤矿瓦斯对大气污染的危害当前期望开展的一些科研工作

温室气体引起全球变暖，是当今全球环境以及国际政治和经济发展中的一个热点问题。甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，大气中的浓度每年以１％左右的速度迅速增长，煤炭开采甲烷的排放约为人为排放源的２０％，为控制对大气污染，各国对甲烷气体排放问题的研究，大致可分为一对甲烷气体排放通量的研究，二调控技术的研究。     

煤矿瓦斯利用的低碳与经济效益初步研究

通过对我国地下开采煤矿瓦斯排放现状的分析,结合其排放的主要环节,总结了煤矿甲烷排放的核算公式,并建立了瓦斯排空和瓦斯燃烧利用时的碳排放量计算公式。通过对万立方米瓦斯利用率不同时碳排放量的核算,得到了瓦斯利用率与碳排放量呈负相关性。基于碳排放权建立了瓦斯利用经济效益的核算方法,计算了万立方米瓦斯利用率不同时的经济效益。研究结果表明,万立方米瓦斯利用率由0提高到100%,碳排放量从167.50t减少到18.43t,经济效益从-16750元增加到1757.5元。     

永冻土内甲烷的释放与全球变暖的关系

永冻土广泛分布在极地高纬度地区和陆架海底区域,赋存其中的天然气水合物是21世纪最清洁的替代能源,所包含的天然气资源量是全球常规天然气资源量的几十倍,具有广阔的开发利用前景。但是科学家陆续发现,随着全球温度的上升,北极陆域和海域中的永冻土开始融化,造成大量的甲烷气体从永冻土中释放出来。大量甲烷排放到大气中不仅可能加剧全球气候变暖的趋势,而且海底永冻土中甲烷的释放可能导致天然气水合物资源量逐渐减少,从而加重全球能源危机。因此,陆域和海域永久冻土带甲烷的释放日益引起世界各国研究者以及各海洋国家的高度重视。