“利用是对甲烷最有效的减排” 煤炭产业探索甲烷控排新路径
李晋平教授团队经过十余年研发,开发了甲烷和氮气分离的吸附剂,通过吸附剂的改性和孔道的精准构筑,实现吸附剂对甲烷的高选择性吸附,从而达到甲烷和氮气的有效分离,最终实现低浓度煤层气的提浓。
新华财经太原11月4日电(张素桂)近日,山西双碳会客厅第三届学术沙龙在山西省晋中市举办。本次沙龙以“甲烷排放控制两周年:成效、挑战与展望”为主题,来自政府、高校、科研单位、企业的专家学者,围绕产业结构调整、技术创新突破、政策协同落地等开展交流对话,探讨甲烷控排产学研深度融合发展的方法与路径。
甲烷是全球第二大温室气体,其增温潜势是二氧化碳的20多倍。因此,甲烷减排越来越受到重视。“利用才是对甲烷最有效的减排。”怀柔实验室山西研究院副院长、太原理工大学教授李晋平在沙龙上表示。
图为李晋平教授进行《煤矿瓦斯抽采、排放及综合利用》的交流分享(裴旭倩摄)
煤层气俗称瓦斯,主要成分是甲烷。数据显示,煤矿生产中排放的甲烷占全国甲烷排放的40%左右。2023年11月7日,生态环境部等11部门联合印发了《甲烷排放控制行动方案》,鼓励引导煤炭企业加大煤矿瓦斯抽采利用,支持符合条件的甲烷利用和减排项目开展温室气体自愿减排交易。
李晋平教授十余年来一直深耕煤矿低浓度瓦斯综合利用的相关研究。他表示,在煤层气富集的煤矿,生产一吨煤就要逸散20多立方米的煤层气。山西是煤炭大省,每年大约有60亿立方米的煤层气排放,其中有30多亿立方米可以利用。
“目前我国已在甲烷治理政策制定与方法学落地方面取得了积极进展。但低浓度瓦斯利用率低、监测能力不足等问题依然突出。”煤炭工业规划设计研究院首席专家、研究员吴立新表示,必须加强技术攻关与政策支持,重点突破低浓度瓦斯利用瓶颈,完善核算与监管体系,切实推动甲烷控排工作从顶层设计走向规模化落地,为实现国家自主贡献目标提供坚实支撑。

图为煤炭工业规划设计研究院首席专家、研究员吴立新发言(张素桂摄)
“随着国家《GB21522-2024煤层气(煤矿瓦斯)排放标准》的实施,对甲烷浓度≥8%、抽采纯量较大的瓦斯实施排放禁令,进一步强化了瓦斯治理的刚性约束,也倒逼行业寻求新的技术路径。”太原理工大学教授、博士生导师杨江峰说。
晋中市工业和信息化局党委书记、局长张建岗指出,当前对甲烷的关注具有战略意义,甲烷要实现与煤炭的共生共长。推动甲烷工业化应用,必须形成“技术—效益—政策”闭环,尤其需要环保政策与金融支持的双轮驱动。

图为晋中市工业和信息化局党委书记、局长张建岗在学术沙龙发言(裴旭倩摄)
李晋平教授团队经过十余年25000多次科研实验,研发了人工沸石分子筛技术,对易逸散、难捕获的甲烷实现有效富集提浓,对煤矿开采中空排的瓦斯开展高效利用。
“提高低浓度瓦斯利用率的关键是甲烷与氮气的分离,因为甲烷和氮气性质接近,常规手段难以分离。团队经过十余年研发,开发了甲烷和氮气分离的吸附剂,通过吸附剂的改性和孔道的精准构筑,实现吸附剂对甲烷的高选择性吸附,从而达到甲烷和氮气的有效分离,最终实现低浓度煤层气的提浓。”太原理工大学副教授、怀柔实验室山西研究院科研人员王玉高介绍。
曾经“谈瓦斯色变”的煤矿,依托该技术开启了应用实践。目前,山西省阳城县阳泰集团瓦斯提浓发电撬装工程已经落地,将瓦斯浓度由3.5%提升至10%,用于瓦斯发电。
视频为太原理工大学副教授、怀柔实验室山西研究院科研人员王玉高介绍低浓度瓦斯提浓技术(杨哲摄)
晋能控股集团煤与煤层气共采全国重点实验室原执行主任李国富指出,山西在低浓度瓦斯利用方面已走在全国前列,但也面临着系统工程整合难、资金持续投入不足、减排标准尚未统一等多重瓶颈。
“甲烷减排不仅是气候治理的全球性议题,也是推动能源革命、实现高质量发展的重要抓手。”山西省发展和改革委员会二级巡视员武东升表示,低浓度瓦斯富集技术将瓦斯由低浓度提浓到10%—30%乃至更高,在气候治理层面具有“四两拨千斤”的作用,是支撑国家甲烷控排的新技术路径之一。
“全浓度瓦斯利用势在必行。”李晋平建议,在煤矿开采领域实施煤与煤层气共采,以采煤促采气用气,同时呼吁相关部门尽快出台政策,支持低浓度瓦斯的高效富集提浓技术,实现梯级提质利用,培育市场,形成产学研一体化产业链。
本次学术沙龙由山西省化工学会、太原理工大学化学与化工学院、晋能控股集团煤与煤层气共采全国重点实验室主办,山西绿源碳索科技有限公司、山西安泰碳中和研究院、山西省化工学会碳中和专业委员会承办。
编辑:梁恒维
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