近日,生态环境部会同国家能源局、国家矿山安全监察局正式发布《温室气体自愿减排项目方法学 甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》(简称方法学),规范全国温室气体自愿减排项目设计、实施、审定和减排量核算、核查工作,鼓励更广泛的行业、企业自愿参与温室气体减排行动。
甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,增温潜势高,寿命短,对全球气温升高的贡献约占一半。根据国际能源署(IEA)发布《2024年全球甲烷追踪》的报告,2023年化石燃料的生产和使用导致了近1.2亿吨甲烷排放,与2022年相比略有上升。
就我国而言,煤炭仍然是我国使用的第一大能源,我国煤矿资源丰富,在对煤矿的开采过程中会产生大量的瓦斯气体。在产生的瓦斯气体中包含有温室气体甲烷,而煤炭甲烷逃逸排放是我国最主要的人为甲烷排放源,约占全国甲烷排放总量的40%。
因而煤矿瓦斯利用是煤炭开采行业甲烷减排的有效途径,对于提高煤矿安全生产水平,增加清洁能源供应,控制和减少温室气体排放意义重大,有助于实现“双碳”目标,体现了“以减排促利用、以利用促抽采、以抽采保安全”的瓦斯治理理念。
所以本方法学是全国温室气体自愿减排交易市场在甲烷领域,也是煤炭行业的第一个CCER方法学。
此外,之所以选择瓦斯利用方法学,还有理论基础。我国对煤炭瓦斯项目的减排利用开发可以追溯到2013年(当时是旧CCER的第一批方法学),积累了相当多的实践经验,在这方面保留有一定的技术和人才力量,因此发布本项方法学。
煤矿企业在回收瓦斯气体过程中,主要利用的是经济性较好、甲烷浓度在8%—30%之间的瓦斯气体进行燃烧发电。由于投资成本过高,经济性较差,很多企业对于浓度低于8%的瓦斯气体没有做到充分利用,甚至一些煤矿将通风稀释后瓦斯气体直接排放到大气中。
所以,为了避免瓦斯泄露造成的甲烷直接排放,减少化石能源发电产生的温室气体排放,鼓励有减排技术和资金的企业投入到低浓度甲烷的瓦斯气体回收上来,制定本方法学。
方法学明确提出,符合条件的甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用项目可申请CCER。
事实上此前,生态环境部就《方法学》曾发布过征求意见。与征求意见稿相比,正式稿在测算方面的要求更细致与严谨。
方法学适用于井工煤矿(不包括废弃或关闭的井工煤矿)采用以下任意一种减排技术的项目:一是对收集的风排瓦斯进行分解销毁,并将分解产生的热能加以利用,利用方式包括发电、供热或热电联产;二是对瓦斯抽采泵站输出的甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯与收集的风排瓦斯或空气掺混,进行分解销毁,并将分解产生的热能加以利用,利用方式包括发电、供热或热电联产。
同时,根据《煤矿安全规程》规定抽采的瓦斯浓度低于30%时,不得作为燃气直接燃烧。本次瓦斯利用方法学选择了无焰氧化的两种技术路线:一种是将二者掺混至甲烷体积浓度1%左右,输送至蓄热式氧化装置,在900℃以上的高温环境瞬间无火焰氧化;另一种是对风排瓦斯进行催化氧化,在350℃的环境进行无焰氧化。
据了解,前者是将含有甲烷的瓦斯气体投入到高温燃烧炉中进行甲烷氧化反应的过程。利用在密闭式高温状态下,蓄热式氧化炉内产生的一个低含氧量环境,当炉内温度加热到900℃以上时,形成一个含氧量极低的环境,抑制了炉内空气的燃烧;此时让含甲烷气体(甲烷的自燃点是538℃)的瓦斯气进入炉内,甲烷立马自燃起来,炉内空气也随之燃烧起来,瞬间将甲烷进行无焰氧化。在这个缺氧环境下,不仅能有效减少二氧化碳和氮氧化物的排放还能产生大量的热能,回收利用进行发电或供热。
后者风排瓦斯是一种是含甲烷浓度0.75%以下的煤矿瓦斯,虽然浓度低,但是甲烷总量巨大,长期以来,都被人们无视直接排放到空气中了。据统计,中国每年由乏风排入大气的甲烷相当于西气东输1年的输气量,产生的温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。
本次瓦斯利用方法学选择将风排瓦斯进行催化氧化一方面是因为,甲烷浓度过低,加入催化剂后更容易燃烧;另一方面是可以有效降低无焰氧化过程中的能源消耗,减少碳排放。其无焰氧化减排的原理跟前者无异。
方法学指出,温室气体自愿减排项目寿命期限的开始时间为项目建成投产日期。项目寿命期限的结束时间应在项目正式退役之前。项目计入期为可申请项目减排量登记的时间期限,从项目业主申请登记的项目减排量的产生时间开始,最长不超过10年。项目计入期须在项目寿命期限范围之内。
方法学强调,各地方生态环境、能源等主管部门和驻地矿山安全监察机构应鼓励支持符合条件的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用项目积极参与全国温室气体自愿减排交易市场并获得减排量收益。