煤层气,又称煤床甲烷或煤缝气,近年在全球能源市场中日益重要。这种天然气主要源自煤层,特别是美国、加拿大、澳大利亚等地的煤田。煤层气的特点在于其以甲烷的形式储存,并且通常不含硫化氢,因而被称为「甜气」。随着能源需求的增长,煤层气的开发与利用,正受到越来越多的关注。
煤层气的形成主要是由于有机物在热成熟过程中产生的,并与传统的天然气储藏有所不同。
历史上,煤层气的研究起源于煤层释放的甲烷。为了安全考量,早在20世纪初,煤矿作业前就开始钻孔以释放甲烷。到了1970年代,随着美国联邦政府的支持和政策的改变,煤层气作为天然气资源迎来了重大的发展契机。
煤层气的主要成分是甲烷,储藏在煤的醇基大分子中。煤层气储藏属于双孔隙特性,既包括装载在煤中的气体,也包括因煤的自然裂隙形成的气体,这种结构使得煤层气可以有良好的流动性与储藏性。
煤的吸附能力是指每吨煤能吸附的气体体积,通常以标准立方英尺表示。这种能力受煤的成熟度和品质影响,范围一般在100到800标准立方英尺/吨之间。
煤层气的开采一般是通过在煤层下钻掘钢套管来进行。随着煤层内压的下降,气体与生产水会同时上升至地面,接着这些气体会被引入压缩站,并进入天然气管道系统中。根据地区的不同,产生的水会被不同方式处理。
每年,煤层气产生的水质可能含有高浓度的溶解固体及有害物质,对于环境造成的影响不容忽视。
虽然煤层气在燃烧时排放的二氧化碳较低,但其释放的甲烷对环境的影响更大。甲烷作为一种强效的温室气体,其对全球暖化的影响可高达二氧化碳的72倍,随着时间的推移这一数值逐渐降低。
目前,澳大利亚、加拿大、美国、英国等国均在积极开发煤层气。根据2017年的数据,美国的煤层气产量为1.76兆立方英尺,占全国天然气产量的3.6%。对于各国来说,煤层气不仅是能源供应的重要来源,也是推动经济发展的关键因素。
根据估算,澳大利亚的煤层气储量接近33兆立方英尺,而加拿大的阿尔伯塔省则拥有超过170兆立方英尺的经济可开采煤层气。
全球对于煤层气的需求仍在上升,然而开采过程中可能产生的环境问题依然亟需解决。企业和政府需要制定相应的环保政策,来减少产出的排放及水污染。
随着能源转型和需求的变化,煤层气是否能够在未来的能源格局中扮演更为重要的角色呢?