煤田地质与勘探

作者：东振, 陈艳鹏, 孔令峰, 王峰, 陈浩, 薛俊杰, 张梦媛, 陈姗姗, 赵宇峰, 喻岳钰, 龚万兴, 孙宏亮, 王兴刚,

关键词：煤炭地下气化, 中深层煤, 钻井式气化, 产业化, 技术原因, 产业政策, 发展建议,

在实现碳达峰碳中和(“双碳”)目标和保障国家能源安全的双重需求驱动下，我国煤炭地下气化(UCG)迎来了新的历史发展机遇期。为科学制定技术攻关路线、加快产业化发展，按时间顺序梳理了煤炭地下气化试验历程，将其分为矿井式气化、直井/定向井气化、水平井气化3个发展阶段，探究了不同阶段推动气化技术革新的底层逻辑，从技术和非技术2个方面分析了未能产业化的原因并提出产业化发展建议。研究表明：(1) 水平井+可控注入点后退气化工艺不仅能够有效规避浅层气化在地表沉降、淡水污染方面的风险，而且在扩大煤炭纵向开发范围、提高单井控煤量、提升粗煤气品质、保障连续气化方面具有优势，是当前和今后一个时期的主流技术路线。(2) 我国是现场试验时间最长的国家，长期处于矿井式气化阶段，虽然我国中深层煤炭地下气化攻关试验刚起步，但是由于该技术攻关难度大、技术成熟度低，主要富煤国家在技术研发上基本属于同一起跑线，有希望成为我国钻井式气化技术弯道超车的新赛道。(3) 技术适用性不强是造成矿井式、直井式气化产业化困难的主要技术原因，技术成熟度较低是制约水平井气化产业化的主要技术原因，长期稳产高产问题尚未得到彻底解决。(4) 常规天然气低成本开发和页岩气革命的冲击，民众对浅层气化诱发环境污染的担忧，政府对煤炭地下气化的政策转向，是导致国外试验终止的主要非技术原因；发展规划长期空白、科研试验主体相对单一、科研投入不足、产业扶持政策未出台、联合创新机制未建立是阻碍我国气化产业化的非技术原因。提出我国UCG产业化建议：新时期要充分认识煤炭地下气化技术的复杂性和挑战性，按照“干成”“干好”两个维度，破解“长期稳产”和“高产优产”两个核心问题，通过同步推进科研攻关和现场试验不断提高技术成熟度，在生产端采用“先物理采气后化学气化”的梯级开发方式避免与煤层气开发竞争，在利用端积极探索与油气、新能源、煤化工融合发展模式以提高经济效益。作为一种“人造气藏”的颠覆性开发方式，煤炭地下气化攻关成功后能为其他矿产资源的流态化开发提供技术借鉴，助推我国化石能源非常规开发技术实现新跨越。

来源：2024年第2期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

查看煤田地质与勘探杂志2024年第2期