煤矿排放的甲烷
煤矿开采通过地下和地表开采以及煤炭搬运(采矿后)活动释放甲烷。由于甲烷可以与氧气形成爆炸性混合物,出于安全考虑,必须通过大型通风系统将其清除。他们在矿井中输送大量的空气。只有气体中含有极低浓度的甲烷。到目前为止,地下开采是逸散矿井甲烷的最重要来源,约占所有煤炭开采相关排放的70%。甲烷也从脱气系统(气体排水系统)利用井来回收甲烷。
煤中甲烷产生的背景如下:煤中的甲烷是地球历史早期在煤化过程中植被转化时产生的。它被储存在煤层和围岩的高压下。当它被开采时,它就被解放了。甲烷的排放量取决于煤的含碳量(煤种)和煤的深度。像无烟煤这样的煤含碳量最高,释放的甲烷最多。褐煤甲烷含量最低。具体的甲烷排放量从每吨0.7立方米到超过310立方米不等,例如在美国采矿业。
在全球范围内,煤矿甲烷占人类活动产生的甲烷排放总量的8%。2000年,全球排放总量为3.8亿吨二氧化碳当量。到2020年,全球煤矿预计每年排放450亿吨二氧化碳当量/年。
世界上90%以上的煤矿甲烷来自11个国家。雷竞技手机版app其中,中国(40%)和美国(14%)是最大的煤炭生产国,它们的排放量占世界总量的50%以上。其他重要排放国包括俄罗斯和乌克兰(各占7%),朝鲜(6%)和澳大利亚(4%)。印度、德国、哈萨克斯坦、南非和英国各占2%至3%。在一些国家,如墨雷竞技手机版app西哥和越南,煤矿产生的甲烷排放量在全国范围内很低,但他们的一些煤矿产量很大(EPA, 2007e),因此值得注意。
几十年来,煤矿中的甲烷被认为是一种负担和代价高昂的安全隐患。但最近的项目已经证明,它可以为矿山和环境带来许多好处。各种各样的用途是可能的。在特定地点的最佳使用取决于含甲烷气体的质量、最终用途选项的可用性和项目经济。可能的用途包括天然气管道喷射,电力生产,集中供热,锅炉共烧,矿山加热,煤炭干燥,汽车燃料,燃除,以及制造或工业用途,如炭黑,甲醇和二甲醚生产的原料。低浓度的甲烷可以被氧化,产生的热能可以用来产生热量、电力和制冷。
以下例子将概述最重要国家的情况和减少采矿甲烷排放的倡议。雷竞技手机版app
•在中国,据估计有超过26,000个煤矿,大部分(90%)在地下,生产约14亿吨煤(2003年)。50%的大型矿山正在排放气体;它们占煤炭产量的近50%,占煤矿甲烷排放量的约86%。到2004年,超过200个矿井配备了甲烷排水系统。回收了超过15亿立方米的甲烷,其中约40%的抽气得到了利用。这种气体用于城镇燃气、发电、工业应用和汽车燃料(EPA, 2007f)。
•一个成功的中国项目的例子是晋城无烟煤矿业集团,该集团在几个高瓦斯矿井生产无烟煤。他们从1995年开始捕获甲烷。这些气体被用来为一座1.6兆瓦的发电站提供燃料。2002年容量增加到4兆瓦。对温室气体排放的影响估计约为40000吨二氧化碳当量。每年。下一步,将建立一座采用最新技术的120兆瓦电站,到2008年将满足该矿以及该地区9万户家庭和商业及工业用户的全部电力需求。该项目将减少7 Mio t二氧化碳当量的排放。每年。
•美国采矿业占人为甲烷排放量的10%左右。2003年解放了49亿立方米,其中四分之一被回收利用。美国煤炭开采甲烷的温室气体效应下降了1.7亿吨二氧化碳当量。从1990年到2005年。大约有15个项目在活跃的矿井中进行,20多个项目在废弃矿井中进行。天然气用于矿山供暖、管道注入和发电。天然气销售每年产生约9000万美元的收入。
•为了进一步改善国际层面上的情况,近年来成立了一个非营利组织“甲烷市场倡议”。所有重要的煤炭生产国和地区都是成员,包括美国、欧盟和中国。雷竞技手机版app它旨在提高人们对减排机会和回收甲烷价值的认识,并在全球范围内实施项目。为支持决策进程,编制了项目可行性研究数据提交表(EPA, 2007年e)以及减缓和利用甲烷技术摘要(EPA, 2007年e)。
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