“瓦斯不治，礦無寧日”。雖然高、低濃度瓦斯利用技術相繼成熟，但只有徹底解決煤礦通風瓦斯(乏風)的問題，變害為寶，才算真正把瓦斯吃干榨凈。
　　
“總體技術水平先進。”國家能源局日前組織的專家組對勝利油田勝利動力機械集團有限公司(勝動集團)研發(fā)的煤礦通風瓦斯(乏風)氧化技術及6萬立方米/小時煤礦乏風氧化裝置項目給予這樣的評價。
　　
“低濃度瓦斯特別是低于1%的通風瓦斯利用在國際也很少，這項成果總體技術水平先進，為瓦斯利用、煤礦企業(yè)節(jié)能減排提供了一個新的途徑，”通風瓦斯(乏風)氧化技術及6萬立方米/小時煤礦乏風氧化裝置應用技術成果鑒定組組長、中國工程院院士周世寧告訴記者:“通風瓦斯(乏風)的利用，對緩解能源危機、減少溫室氣體排放、保護環(huán)境具有重要意義。”

低濃度瓦斯能發(fā)電嗎？
　　
我國煤層氣(俗稱瓦斯)資源儲量36.8萬億立方米，位居世界第三位。加強煤礦瓦斯綜合治理、加快煤層氣開發(fā)利用，有利于遏制煤礦瓦斯事故、促進煤礦安全生產、增加潔凈能源供應，還可以優(yōu)化產業(yè)結構，推動經濟增長，促進能源行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
　　
位于山東省東營市的勝動集團在2000年就掌握了濃度大于30%的瓦斯發(fā)電技術，并于2000年5月在山西晉城沁水五里廟煤礦投產了國內第一座瓦斯發(fā)電站。隨著科技水平的不斷提高，利用高濃度瓦斯發(fā)電技術已趨向成熟，但低濃度瓦斯由于瓦斯含量少、穩(wěn)定性差且接近爆炸極限，傳統發(fā)電機難以適應，發(fā)電操作難度大，開發(fā)利用研究相對滯后。從2005年開始，勝動集團又開始組織科研人員進行低濃度瓦斯(6%～30%)發(fā)電技術攻關，2007年，專利技術“低濃度瓦斯發(fā)電及輸送系統”研發(fā)成功。
　　
“當我們的低濃度瓦斯發(fā)電機組成功在淮南礦業(yè)集團投產發(fā)電時，一位德國專家拿著自己現場檢測的11.3%的瓦斯?jié)舛龋B連搖頭認為不可思議。”勝動集團執(zhí)行總裁王志春告訴記者。

今年4月，新汶礦業(yè)集團的趙官煤礦利用勝動集團新研發(fā)的柴油引燃技術，建成了國內首座瓦斯?jié)舛仍?%左右的低濃度瓦斯發(fā)電廠。在趙官煤礦瓦斯發(fā)電站，工作人員告訴記者，瓦斯發(fā)電流程主要包括瓦斯抽采和發(fā)電兩大環(huán)節(jié)，瓦斯被抽采上來后進入專用輸送管道，在管道中經過冷卻等技術處理后成為發(fā)電燃料，通過瓦斯發(fā)電輸氣系統傳送到瓦斯發(fā)電機組，并最終轉化成可利用的電能。
　　
高、低濃度瓦斯在變害為寶、為民造福的同時，還有另一道技術難題——濃度更低的通風瓦斯(乏風):不排干凈會威脅礦工安全，排到空中又加劇全球變暖、浪費能源。
　　
讓通風瓦斯不用再排空
　　
通風瓦斯(乏風)是指甲烷濃度低于0.75%的煤礦瓦斯，由于其甲烷含量極低，如果進行分離提純，耗能遠遠超過獲取的甲烷能量，很不經濟。這種濃度的甲烷也不能直接燃燒，所以長期以來只能排空。據統計，在我國煤礦排放的甲烷中，礦井乏風占80%左右。
　　
勝動集團從2006年初開始進行煤礦通風瓦斯(乏風)利用技術的探索，并于2008年開始進行氧化利用技術及裝置的試驗研究和產品開發(fā)，在陜西彬長礦業(yè)集團大佛寺煤礦完成了6萬立方米/小時煤礦乏風氧化裝置性能試驗和工業(yè)性穩(wěn)定運行試驗，各項參數均達到設計要求，是全國目前單臺處理能力最大的通風瓦斯氧化裝置。

項目鑒定的專家組意見顯示，煤礦通風瓦斯(乏風)氧化技術及6萬立方米/小時煤礦乏風氧化裝置，應用高溫條件下低濃度甲烷氧化技術原理，采用逆流熱氧化技術研制了煤礦乏風中甲烷與氧氣發(fā)生氧化反應的工藝技術和裝置。氧化反應裝置通過內置加熱器加熱啟動后，利用低濃度甲烷自身氧化釋放熱量并能自行穩(wěn)定連續(xù)運行的特點，用熱交換器轉化成蒸汽進行利用，是煤礦節(jié)能減排的有效技術。

通過研究熱力場均勻控制技術、氧化過程氣流換向控制和換向過程中逃逸甲烷氣體回收氧化技術以及抽排瓦斯與乏風摻混氧化安全控制技術等研究，開發(fā)成功6萬立方米/小時煤礦乏風氧化裝置。
　　
氧化裝置運行無振動、無噪聲、不產生二次污染；乏風低壓進入氧化裝置，能耗少；應用操作方便、安全性高。此項技術構思和產品設計為煤礦通風瓦斯(乏風)處理和利用提供了有效的新技術和新裝備。
　　
“我們自主研發(fā)的乏風甲烷氧化裝置主要是利用煤礦瓦斯中的甲烷進行氧化反應產生熱能，并將熱能實施階梯利用，實現熱、電、冷聯供。同時通過氧化裝置制取過熱高壓蒸汽驅動蒸汽輪機發(fā)電，蒸汽余熱則可供煤礦職工洗浴、礦區(qū)冬季采暖、北方煤礦進風口空氣預熱、礦井采掘面制冷等。此外，裝置也可處理垃圾填埋場排出的甲烷廢氣以其他揮發(fā)性有機化合物。”王志春告訴記者:“此項技術裝置的成功開發(fā)，讓通風瓦斯不用再排空，實現了將瓦斯吃干榨凈，礦井瓦斯零排放不再是夢想。”
　　
瓦斯也能申請CDM項目
　　
據了解，彬長集團建設的通風瓦斯氧化發(fā)電項目計劃投資8600余萬元，設計安裝10臺6萬立方米/小時煤礦瓦斯(乏風)氧化裝置制取過熱蒸汽，組建裝機容量8000千瓦的蒸汽輪發(fā)電廠，年可供電3000多萬千瓦時。在大佛寺煤礦實施后，每年可回收利用甲烷3000多萬立方米，減排溫室氣體折合二氧化碳30萬噸。通過添加地面抽排瓦斯提高通風瓦斯?jié)舛龋蕴岣邿崃康睦寐剩瑢崿F“零排放”目標。國家發(fā)改委已批準此項目為CDM(清潔發(fā)展機制)項目，目前正在向聯合國申請CDM項目注冊。
　　
彬長集團負責人告訴記者，通風瓦斯氧化發(fā)電項目建成后，大佛寺煤礦將成為煤礦通風瓦斯利用示范工程。彬長集團將陸續(xù)在彬長礦區(qū)其他礦井建設通風瓦斯電廠，形成裝機容量3.2萬千瓦的發(fā)電能力，預計每年發(fā)電1.6億度，減排減排溫室氣體折合二氧化碳200萬噸左右。
　　
勝動集團黨群工作部的王科長給記者算了這樣一筆賬，以一個年產煤炭100萬噸、乏風流量1萬立方米/分鐘、甲烷濃度為0.5%的煤礦為例，可以安裝10臺處理能力為6萬立方米/小時的氧化裝置。每年產生熱能折合400萬噸標煤，減排二氧化碳30萬噸，相當于一個15萬千瓦裝機容量的燃煤電廠或20萬輛小汽車的二氧化碳排放量。僅每年CDM收益就達3000萬元。
　　
“自2000年5月以來，我們已有1400臺發(fā)電機組服務于煤礦等企業(yè)，國內市場占有率達80%以上，在全國建設燃氣電站近200座，總裝機容量達70萬千瓦，年可減排二氧化碳6000萬噸。”王志春對記者說。
　　
曾身背“第一殺手”罪名的瓦斯，如今搖身一變成為清潔能源，不僅使煤礦提高了安全生產系數，減少了溫室氣體排放，為全國煤炭行業(yè)的節(jié)能減排開辟了廣闊空間。