煤層氣,又稱煤床甲烷或煤缝氣,近年在全球能源市場中日益重要。這種天然氣主要源自煤層,特別是美國、加拿大、澳大利亞等地的煤田。煤層氣的特點在於其以甲烷的形式儲存,並且通常不含硫化氫,因而被稱為「甜氣」。隨著能源需求的增長,煤層氣的開發與利用,正受到越來越多的關注。
煤層氣的形成主要是由於有機物在熱成熟過程中產生的,並與傳統的天然氣儲藏有所不同。
歷史上,煤層氣的研究起源於煤層釋放的甲烷。為了安全考量,早在20世紀初,煤礦作業前就開始鑽孔以釋放甲烷。到了1970年代,隨著美國聯邦政府的支持和政策的改變,煤層氣作為天然氣資源迎來了重大的發展契機。
煤層氣的主要成分是甲烷,儲藏在煤的醇基大分子中。煤層氣儲藏屬於雙孔隙特性,既包括裝載在煤中的氣體,也包括因煤的自然裂隙形成的氣體,這種結構使得煤層氣可以有良好的流動性與儲藏性。
煤的吸附能力是指每噸煤能吸附的氣體體積,通常以標準立方英尺表示。這種能力受煤的成熟度和品質影響,範圍一般在100到800標準立方英尺/噸之間。
煤層氣的開採一般是通過在煤層下鑽掘鋼套管來進行。隨著煤層內壓的下降,氣體與生產水會同時上升至地面,接著這些氣體會被引入壓縮站,並進入天然氣管道系統中。根據地區的不同,產生的水會被不同方式處理。
每年,煤層氣產生的水質可能含有高濃度的溶解固體及有害物質,對於環境造成的影響不容忽視。
雖然煤層氣在燃燒時排放的二氧化碳較低,但其釋放的甲烷對環境的影響更大。甲烷作為一種強效的溫室氣體,其對全球暖化的影響可高達二氧化碳的72倍,隨著時間的推移這一數值逐漸降低。
目前,澳大利亞、加拿大、美國、英國等國均在積極開發煤層氣。根據2017年的數據,美國的煤層氣產量為1.76兆立方英尺,佔全國天然氣產量的3.6%。對於各國來說,煤層氣不僅是能源供應的重要來源,也是推動經濟發展的關鍵因素。
根據估算,澳大利亞的煤層氣儲量接近33兆立方英尺,而加拿大的阿爾伯塔省則擁有超過170兆立方英尺的經濟可開採煤層氣。
全球對於煤層氣的需求仍在上升,然而開採過程中可能產生的環境問題依然亟需解決。企業和政府需要制定相應的環保政策,來減少產出的排放及水污染。
隨著能源轉型和需求的變化,煤層氣是否能夠在未來的能源格局中扮演更為重要的角色呢?