摘要:煤層氣作為天然氣的戰略補充,在能源結構調整和“雙碳”目標驅動下,在保障國家能源安全方面發揮著越來越重要的作用。數據顯示,全國煤層氣產量由2015年63.4億立方米增長至2022年的115.5億立方米,共建成沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣2個煤層氣產業基地。目前全國煤層氣抽采利用量仍較低,儲采比高,后續可開采空間大,具備廣闊的開發前景。
一、定義及分類
煤層氣主要成分為甲烷(CH4),俗稱為“瓦斯”,與煤炭伴生,是以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然氣;其與頁巖氣、天然氣成分相似,均以甲烷為主,因此可依靠天然氣管網進行運輸。煤層氣燃燒產物為水和二氧化碳,幾乎不會產生其他任何廢氣,屬于清潔能源,主要用于工業燃料、化工、發電和居民生活燃料等。煤層氣按照其來源一般分為原始煤層煤層氣、煤礦區煤層氣、采動區煤層氣和礦井通風瓦斯氣4種。
二、行業政策
近年來,國內天然氣消費量增速較快,對外依存度不斷攀升,煤層氣等非常規天然氣的開發越來越受到重視,非常規天然氣也迎來加快發展的重要機遇期。2022年國家發改委、國家能源局出臺《“十四五”現代能源體系規劃》明確指出要增強油氣供應能力,積極擴大非常規資源勘探開發,加快頁巖油、頁巖氣、煤層氣開發力度。2023年1月《山西省煤層氣資源勘查開發規劃(2021—2025年)》正式印發實施,明確了“十四五”主要目標,即到2025年,力爭煤層氣新增探明地質儲量5000億至8000億立方米,累計超過1.5萬億立方米,達到1.6億至2.0萬億立方米,煤層氣抽采量達到200億至250億立方米。未來將繼續拓展深層煤層氣產能建設,實施穩步發展,力爭規模和效益突破。國家及地方一系列政策的出臺有利于推動煤層氣行業步入快速發展階段。
三、發展歷程
我國擁有豐富的煤層氣資源,目前處于行業發展的初級階段。20世紀50-70年代,煤層氣作為一種危險物質存在于煤礦開采環節中,主要是將之直接排向大氣,從而減少煤礦安全事故的發生;20世紀70年代末期,隨著煤礦瓦斯抽放工作的展開,煤層氣變害為利成為生活、工業燃料以及化工原料;80年代,我國開始在撫順、陽泉等地開展地面鉆井開采利用技術試驗。直到20世紀90年代,煤礦井下煤層氣抽采利用工作已經在高瓦斯大型煤普遍開采。但總體來講我國煤層氣發展還處于初級階段,未來還有非常大的提升空間。
四、行業風險
1、市場風險
煤層氣產業是新興產業,發展煤層氣產業對保障煤礦安全生產、優化能源結構、保護生態環境具有重要的意義。煤層氣作為一種清潔環保型能源,也存在供求變化、價格波動等市場風險因素,這些因素會對煤層氣開發項目的利潤變動造成一定影響,增加成本回收風險。
2、安全生產風險
煤層氣增壓、壓縮、管道輸送和危化品運輸等環節存在泄漏風險,鉆井、壓裂、檢維修等生產作業環節存在機械傷害、起重傷害、物體打擊、觸電、高處墜落等風險,液化環節存在中毒窒息、凍傷風險,處于山區、林區生產現場存在洪澇和森林火災風險,煤層氣公司機動車輛在行駛中存在車輛損傷風險。
3、政策風險
國家對煤層氣開發項目的政策扶持或者政策約束會影響煤層氣開發的經濟效益,煤層氣開發技術要求高、投資回收期長,需要政府給予大力扶持。國家已出臺煤層氣開發補貼、增值稅先征后退等優惠政策,形成了政策扶持體系,但在財政補貼方面,在國家獎補總額和獎補氣量無法準確預計的情況下,煤層氣企業實際享受補貼的額度存在一定的不確定性。總體來看,目前國家對煤層氣行業支持力度較大,但不排除未來國家產業政策發生變化,或相關部門的優惠政策發生重大變化的可能性,從而影響煤層氣公司的生產經營,進而對煤層氣公司業績造成影響。
4、資源勘查風險
煤層氣資源勘查是煤層氣規模化開發的先決條件,但由于地質條件的復雜性和認識地下地質規律的局限性,在地質勘探中,人們對儲量等指標的認識判斷都要借助先進的現代科學和成熟的地質知識,而在實際勘驗中并無法保證技術水平與知識經驗的準確度能夠準確無誤地進行預測,實際勘查結果與預測的煤層氣資源量可能存在偏差,對于儲量等指標的預測具有一定的不確定性。且煤層氣勘探開發技術和裝備對不同地質條件的適應性也不相同,特別是在深部煤層氣勘探開發技術方面仍然存在未徹底解決的瓶頸,勘探開發成本高、試驗井日均產量低等問題亟待解決。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
煤層氣行業的上游產業主要包括煤層氣開采,中游煤層氣的儲存、運輸和分銷,下游為管道運營商、天然氣需求龐大地區(包括主要工業城市)的天然氣運營商及眾多工業客戶。
煤層氣開采方式主要包括井下煤層氣抽采和地面鉆采煤層氣兩大類。井下抽采多伴隨煤炭開采進行,地面鉆采則不受煤炭開采的限制,一般可在開采煤層前進行煤層氣的開采。煤層氣綜合抽采是未來煤礦和煤層氣綜合開發的趨勢,即開采煤層前進行預抽,卸壓鄰近層瓦斯邊采邊抽以及采空區煤層氣抽采。煤層氣地面抽采濃度較高,基本在95%以上,可以直接進入天然氣管網,與天然氣和頁巖氣一起運輸。但是井下抽采煤層氣濃度較低,基本以就地利用或者放空為主。








2、行業領先企業分析
(1)新疆鑫泰天然氣股份有限公司
新疆鑫泰天然氣股份有限公司主要從事城市天然氣的輸配、銷售、入戶安裝以及煤層氣開采業務。目前,新天然氣城市燃氣業務的經營區域在新疆省內,煤層氣開采銷售業務的經營區域在山西省及周邊區域。2018年,新天然氣成功要約收購了亞美能源后,取得了上游煤層氣資源的開發運營,實現從區域性向全國性的重大轉變。四年來,新天然氣依托自有氣源優勢,持續推進技術創新,憑借先進的煤層氣開采技術不斷增儲上產,實現了煤層氣量價齊升的良好局面。數據顯示,2022年新天然氣營業收入為34.16億元,同比增長30.54%,其中煤層氣開采及銷售行業收入為25.68億元,同比增長47.66%,主要原因是2022年公司天然氣銷量和價格較2021年同期都有所增長。
(2)山西藍焰控股股份有限公司
山西藍焰控股股份有限公司作為全國最早的煤層氣地面開發企業之一,創立了“采煤采氣一體化”綜合開發模式,立足自身專業技術優勢,與山西省屬大型煤炭企業深入合作,從源頭上治理煤礦瓦斯,保障煤礦安全生產,為煤層氣行業規模化、商業化開發積累了寶貴經驗,并在深部煤層氣勘探開發領域進行積極探索,為推動我國煤層氣產業發展起到了重要的示范和引領作用。2016年以來藍焰控股煤層氣銷售收入不斷增長,截至2022年達到24.5億元,同比增長25.46%。增長的主要原因是2022年公司期煤層氣量價齊升,同時公司收到并確認的煤層氣補貼同比大幅增加。
六、行業現狀
從戰略地位來看,傳統的三大能源中,我國具有“富煤貧油少氣”的資源稟賦特征,油氣對外依存度居高不下,天然氣作為一次能源消費缺口持續加大,煤層氣作為天然氣的戰略補充,在能源結構調整和“雙碳”目標驅動下,在保障國家能源安全方面發揮著越來越重要的作用。數據顯示,全國煤層氣產量由2015年63.4億立方米增長至2022年的115.5億立方米,共建成沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣2個煤層氣產業基地。目前全國煤層氣抽采利用量仍較低,儲采比高,后續可開采空間大,具備廣闊的開發前景。
七、發展因素
1、有利因素
(1)國家產業政策支持
我國在“雙碳”目標驅動下,大力發展煤層氣行業意義重大。規模化地面抽采利用煤層氣,進行煤礦瓦斯治理,可以減少煤炭開采時的甲烷釋放,還可以開發利用煤礦采空區和廢棄礦井的瓦斯,減少甲烷逸散對臭氧層的破壞。同時,以低排放強度能源替代高排放強度能源是實現碳中和的有效途徑,煤層氣的碳排放強度較煤炭、石油低,其規模化抽采利用必將在我國實現“雙碳”目標過程中發揮重要作用。
黨的二十大報告明確提出要深入推進能源革命,加大油氣資源勘探開發和增儲上產力度,確保能源安全。山西省作為我國煤層氣生產基地、全國能源革命綜合改革試點省份,將“打造非常規天然氣基地,推動非常規天然氣行業高質量發展”作為重要任務,創新完善煤層氣資源管理體制機制,深化煤層氣行業開放合作,推動非常規天然氣大幅增儲上產,為煤層氣行業提速發展提供了良好空間和機遇。
(2)城鎮化進程導致的旺盛需求
自20世紀90年代中后期以來,中國城鎮化進程明顯加快,城區戶籍居民與暫住人口的快速增加,擴大了用氣人口的基數;此外,隨著人們生活水平及人均燃氣消費的提高,為城市燃氣行業提供巨大的潛在市場發展空間,從而帶動煤層氣行業的發展。
(3)勘探、運輸技術不斷進步
2022年我國深層煤層氣成藏模式、滲流機理取得新認識,鉆井、壓裂技術取得突破,拓展了煤層氣開發的新思路新領域。鄂爾多斯盆地東緣大寧—吉縣區塊深層煤層氣開發先導試驗成功實施。12月1日,中國最長煤層氣長輸管道—神木—安平煤層氣管道工程全線貫通,該管道全長約618千米,輸氣能力為50億立方米/年。
2、不利因素
(1)企業效益較差、投資積極性低
我國煤層氣企業產氣成本總體偏高,低氣價下多數企業效益不佳,行業經營總體利潤低、投資風險高。我國煤層氣直井單井產氣量較低,僅為美國的1/4,導致煤層氣生產成本居高不下;部分煤層氣企業雖然在國內外率先實現了中深層煤層氣規模開發的突破,但由于生產成本高,企業依然處于虧損狀態。低利潤、高風險等因素又進一步影響了企業對煤層氣勘探開發的投資信心,企業投資煤層氣的積極性呈逐年下降趨勢。隨著國家對環保要求的加強,煤層氣鉆井液不落地、排采水嚴格達標排放等要求會進一步提高生產成本,這些都會對企業投資煤層氣勘探開發的積極性產生影響。
(2)中深層開發技術規模化應用不足
我國煤層氣資源賦存條件比較復雜,由于煤層氣經歷構造運動多,后期改造破壞程度大,雖然我國埋深介于1000-2000m煤層氣地質資源量占比超過60%,但中深煤層氣資源開采難度較大。部分地區雖然已經初步形成了成熟的勘探開發技術,實現了有效開發,煤層氣開發效率得到進一步提升,但由于我國煤層氣地質條件相對復雜,儲層非均質強,在復雜的實際生產開發環境中,成熟技術往往難以被直接復制推廣應用,特別是對于因埋深較大導致滲透率低或者受斷裂帶活動影響破壞較大的處于復雜環境下的煤層氣資源,資源高效開發難度依舊很大,在一定程度上制約了煤層氣產業的快速發展。
(3)煤層氣利用市場不完善,欠缺高附加值企業
我國煤層氣工業上下游產業鏈的不完善,煤層氣應用行業競爭力較差,用氣行業接受氣價的上升動力較弱,以及缺少高附加值產品的應用,使得大量煤層氣經由通道運輸方式向鄰近地區出現低價出售的現象,進一步限制了我國煤層氣開發利用的建設進度。
八、競爭格局
1、大型國有企業為主導
我國煤層氣生產商可大致分類為大型國有企業、外國煤層氣生產商及地方煤礦企業。大型國有企業在籌措資金、管道進入及區塊登記方面具有先天優勢,在中國煤層氣行業內發揮著主導作用,主要包括中石油和中聯煤層氣等;外國煤層氣生產商只能選擇通過與經中國政府授權的國有企業開展合作的方式,在中國境內開展業務,如亞美能源;地方煤礦企業(如晉城無煙煤礦業集團旗下的藍焰控股)可在其擁有的煤礦礦區范圍內進行煤層氣開發和生產。
2、地方性企業煤層氣量價齊升
藍焰控股不斷推進煤層氣產業發展步伐,依托自身技術優勢,先后在晉城、長治、晉中、太原、呂梁等地進行煤層氣地面抽采利用,在武鄉南、和順橫嶺等資源區塊推進深部煤層氣勘探試驗,加強與省屬煤炭企業及國內大型油氣企業開展項目合作,為加快增儲上產步伐、提升產業競爭力和可持續發展能力提供了有力保障。截至2022年底藍焰控股已獲取煤層氣礦業權22宗,合計面積2621平方千米,探明地質儲量434.03億立方米。2022年公司煤層氣銷售量12.05億立方米,累計銷售煤層氣超過100億立方米。
九、發展方向
中國煤層氣勘探開發經多年的創新和發展,在測井評價、儲層改造及提高采收率領域取得了階段性的進步,但也僅僅停留在表面,對于降低使用成本、清潔化開采及煤層氣井穩產增產等方面的研究仍有待加強,有諸多關鍵技術需要突破。加之國內多數煤層氣田面臨地形復雜、儲層環境苛刻等開發難題,難以全盤照搬國外成形的煤層氣開發模式。一方面要加大對煤層氣的理論研究,集成鉆完井工程、滲流力學、采氣工程等多門學科,為煤層氣開發提供新思路、新技術;另一方面要加強企業、高校、科研機構各方協同合作,從地質-工程-經濟-環保等多方面考慮,推動煤層氣開發走向智能化、經濟化、清潔化,探索形成一套成熟完善的煤層氣鉆采、增產、提效技術體系,為中國煤層氣革命的成功鋪平道路。
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據統計,2022年全國煤層氣探明儲量為3659.69億立方米,其中山西省儲量為3326.43億立方米,占比90.89%,其次為陜西省,儲量為222.3億立方米,占比6.07%,其他地區合計占比3.03%。