瓦斯回收利用技术市场展望与行动建议分析

新政策、新市场为瓦斯利用技术发展释放新机遇。

近年来，我国瓦斯利用相关政策力度不断提高，从国家战略目标、标准体系、市场机制等方面不断出台新政策、开 拓新市场，瓦斯回收利用技术的发展迎来新机遇。 在战略目标方面，2035 年自主贡献目标有望在甲烷方案的基础上增强控排力度，推动瓦斯回收利用。我国《甲烷 排放控制行动方案》已经提出鼓励引导煤炭企业加大煤矿瓦斯抽采利用，将其作为推进能源领域甲烷排放控制的重 点工作之一。2023 年，我国与美国发布的《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》（以下简称“阳光之乡声 明”）中提出，我国将在国家甲烷行动方案的基础上制定纳入 2035 年国家自主贡献的甲烷减排行动和目标。煤炭 行业开展瓦斯回收利用将有助于我国落实甲烷行动方案和阳光之乡声明，对实现我国气候战略目标具有积极意义。

在标准体系方面，我国已经启动了煤炭行业瓦斯排放标准和煤矿安全规程的修订工作。生态环境部已发布《煤层气（煤 矿瓦斯）排放标准》的修订征求意见稿，其中提出禁止煤矿排放浓度大于等于 8% 且抽采瓦斯纯量大于等于 10 立 方米 / 分钟的抽采瓦斯，是针对原有 30% 甲烷浓度排放限值的一次重要更新，对于煤矿配套建设低浓度瓦斯利用设施， 以及采取发电、供热等方式进行瓦斯回收利用具有非常积极的意义。除此之外，我国也正在推动修订煤矿安全相关 法规标准，《煤矿安全规程》在 2022 年经过修订后已经部分解除了对低浓度瓦斯利用的限制，允许低浓度瓦斯进 行管道输送和利用，但暂时不得作为燃气直接燃烧。《甲烷排放控制行动方案》中提出“适时推动修订煤矿安全相 关法规标准”，我国正在积极开展安全规程的进一步修订工作，修订后将进一步促进低浓度瓦斯利用项目合规，增 加项目数量。

在市场机制方面，我国排放交易体系日趋成熟，碳价逐渐提高，为瓦斯利用项目创造新的盈利空间。我国碳排放权 交易市场于 2021 年启动上线交易，目前已经成为全球覆盖温室气体排放量最大的市场，纳入重点排放单位 2257 家，覆盖二氧化碳排放量约 51 亿吨，占全国二氧化碳排放的 40% 以上 28。2024 年，我国温室气体自愿减排交易 市场正式启动，我国也正在对煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用的自愿减排项目方法学征求意见 29，未来低浓度瓦斯 和风排瓦斯回收利用项目有望纳入 CCER 市场。假设按照 5% 抵消比例进行测算，目前 CCER 市场覆盖规模可达到 2.5 亿吨二氧化碳当量，在全国碳市场扩容后到将有望超过 5 亿吨二氧化碳当量。碳交易价格的不断提升也将带动 CCER 交易价格的上涨，根据研究学者预测，到 2030 年 CCER 成交均价将达到 150 元 / 吨二氧化碳当量（如图表 19 所示），煤炭行业开展瓦斯回收利用产生的气候价值有望通过 CCER 市场体现，从而大幅提升项目经济性，调 动企业开展瓦斯利用的积极性。

按照技术成熟度、经济性和减排潜力三个维度进行综合打分，可将瓦斯回收利用技术分为成熟型、成长型、效益型 和探索型四大类（如图表 20 所示）。在政策引导和市场推动下，各类技术将展现出不同的发展潜力： · 成熟型技术：该类技术的经济性好、成熟度高，已实现商业应用，是我国瓦斯回收利用技术中的主要技术。成 熟型技术主要为高浓度瓦斯利用技术以及低浓度瓦斯发电技术。高浓度瓦斯的能源价值较高，受政策影响目前 已基本实现应用尽用，因此针对现有煤矿新建瓦斯利用项目的发展空间较为有限。未来，高浓度技术的发展机 会将主要集中在新建高瓦斯矿井及瓦斯突出矿井，需要综合考虑地理位置和资源条件等选择合适的利用方式。

效益型技术：效益型技术的经济性较好，项目建成后能够获得较为可观的收益，也具备一定的回收利用潜力， 以发展起步较晚的低浓度瓦斯多孔介质燃烧技术、超焓燃烧技术为主。效益型技术的发展需要优先解决市场接 受度和合规问题。效益型技术的适用瓦斯浓度一般低于 8%，不受现有政策的强制监管，同时采用带火焰的直 接燃烧法在煤炭企业中的接受程度不高，可能存在合规风险。随着未来政策法规的修订落地，煤矿对技术的接 受程度将不断提升，效益型技术能够凭借成本效益高、减排潜力较大的优势得到较好的发展。

成长型技术：该类技普遍处于工业示范阶段，在政策的激励下已经形成一定的规模，以乏风瓦斯利用技术为主。 经济性不佳是成长型技术需要解决的关键问题。与成熟型和效益型技术不同，成长型技术主要针对风流量大但 甲烷浓度极低的乏风瓦斯，其气体热值较低，资源价值不显著，但由于乏风瓦斯的甲烷排放量大，该类技术可 实现的气候价值较高。成长型技术通过市场机制获取补贴和溢价能够取得较高的综合收益，扩大应用范围。我 国井工煤矿已配备乏风系统，高瓦斯及瓦斯突出矿井数量超过 1800 个 32，但在运营的乏风瓦斯利用项目数量仅 有 20 余个，在市场机制促进下，成长型技术未来的发展空间较大。

探索型技术：该类技术的成熟度和经济性均较为有限，包括废弃矿井瓦斯回收利用技术和低浓度提纯类技术。 探索型技术现阶段需要有针对性地开展技术研发，实现突破。以废弃井瓦斯回收利用技术为例，随着未来我国 矿井废弃数量的增加，对于废弃井开展排放治理和资源化利用的需求将不断提升，充足的研发投入和工程实践 将为项目落地奠定良好基础。

在技术可行情景下，未来十年煤炭行业瓦斯回收利用技术有望实现由“高浓度技术主导”到“梯级浓度瓦斯综合利 用”的转变。展望 2035 年前我国瓦斯回收利用技术的发展前景，各项技术分阶段发展预期如下（如图表 21 所示）： · 2025–2027 年，市场机制初显成效。在此阶段，成熟型技术稳定运营，瓦斯回收利用项目仍以高浓度和低浓 度瓦斯发电为主。成长型技术在市场机制作用下得到快速发展，瓦斯利用项目自愿减排方法学逐步完善，第一 批新建乏风瓦斯利用项目落地并参与 CCER 交易，瓦斯回收利用量以及减排成交量初步形成规模。同时，探索 型与效益型技术的研发投入逐步增加，推动乏风瓦斯催化剂的研发和工艺流程优化，探索开展废弃矿井资源综 合利用，废弃矿井瓦斯利用、低浓度瓦斯提浓、超焓燃烧开展实验室论证和试点研究。

2028–2030 年，技术完成科研攻关与试点落地。在此阶段，成长型技术的应用范围进一步扩大，乏风瓦斯催 化氧化技术的催化剂研发逐渐成熟并投入实际应用，乏风瓦斯蓄热氧化技术在市场机制激励下项目数量得到进 一步增加，逐步实现规模化。煤矿瓦斯标准体系和安全规程完成修订并落地生效，效益型技术的市场接受度逐 步增加，低浓度瓦斯多孔介质燃烧制热技术在煤矿区得到推广，超焓燃烧技术建成一批工程示范项目。探索型 技术的科研攻关持续推进，废弃矿井瓦斯发电技术建成试点，对探索型技术纳入 CCER 市场开展可行性分析与 标准体系设计。 · 2031–2035 年，市场机制覆盖范围增强，实现瓦斯多元化利用。随着全国碳市场扩容完成，CCER 市场规模增 加，为更多甲烷减排项目提供参与机会，成长型技术在市场机制作用下得到规模化发展。探索型技术逐渐成熟， 废弃矿井瓦斯回收利用技术、低浓度瓦斯提浓技术建成一批工程示范项目并实现稳定运行，相关标准、减排项 目方法学等逐渐完善。CCER 市场扩大覆盖范围，推动低浓度瓦斯提浓技术在 2035 年实现规模化，废弃井瓦 斯回收利用技术在 2040 年前实现规模化。

随着各类技术的应用逐渐增加并得到发展，规模经济效益日益显著，技术的年度平均成本将逐步下降。本报告采用 学习效率曲线模型分析技术进步和规模经济效益对与平均成本的影响。假设在技术可行情景下开展瓦斯回收利用， 随着累计瓦斯回收利用量及累计甲烷减排量的增加，单位回收利用成本将按照 0%–10% 的学习率下降。以 2024 年作为基年通过对各类技术设定不同的学习率还预测未来的平均成本变化情况，本报告认为，到 2035 年各类瓦斯 回收利用技术的年度平均成本（Equivalent Annual Cost, EAC）将有 6–37% 不等的下降空间（如图表 22 所示）。 其中：效益型技术（低浓度瓦斯超焓燃烧、多孔介质燃烧技术）的成本下降空间最大，2035 年 EAC 可在 2024 年 基础上下降 30% 以上。乏风瓦斯回收利用技术和废弃井瓦斯利用技术的成本下降空间在 25%–27%，其余类型的 技术由于技术已经较为成熟或回收利用量有限，下降空间在 6–10% 之间。在不考虑补贴、碳市场以及产品销售收 益的情况下，煤炭企业如果将瓦斯回收利用作为单纯的温室气体减排手段，综合考虑减排潜力和成本支出，低浓度 瓦斯回收利用技术以及乏风瓦斯掺混氧化技术具备较高的性价比。

考虑能源销售和 CCER 收益，关键技术的经济性得到大幅提升。经本报告估算，每回收利用 1 吨瓦斯（折纯）， 成熟型和效益型技术能够获得 1800–4000 元的能源销售收益，成长型和探索型技术的单位收益大多在 600–1600 元 / 吨（如图表 23 所示）。如果同时考虑资本成本、运营成本，以及能源销售收益，2035 年效益型技术的利润 能够增加 65% 以上，经济性与成熟型基本持平。如果不依靠 CCER，成长型技术和探索型技术 也能够实现经济性的大幅提升，到 2035 年上述技术的净成本可以达到 -115~1100 元 / 吨甲烷。如果考虑将成长型 和探索型技术纳入 CCER，项目收益能够提高 2 至 5 倍（如图表 25 所示），CCER 将成功推动上述技术扭亏为盈， 促进技术在煤炭行业的推广应用。

瓦斯回收利用是煤炭生产侧降碳减排的重要抓手之一，兼具气候、环境、经济和安全等多重收益。甲烷排放控制行 动方案的出台以及自愿减排市场的建设运行为瓦斯回收利用市场提供了新的发展空间与驱动力。煤炭企业应当充分 发挥其在产业链上游的战略优势，进一步充分利用和提升瓦斯回收利用技术，以期实现自身的降碳减排，并将减排 效果有效传导至下游多元化的煤炭消费领域，推动整个供应链的低碳转型，为国家实现碳中和目标做出实质性贡献。 为加速瓦斯回收利用技术的进一步发展，本报告提出以下行动建议： 继续加强政策支持，构建有利市场环境。自“十一五”以来，我国通过战略、补贴和监管类政策成功推动井下抽采 瓦斯的回收利用，成效显著。在已有基础上，可进一步加快推动相关标准体系和规程的制定和修订工作，对浓度高 于 8% 的抽采瓦斯提出回收利用要求，在保障安全的前提下逐步解除低浓度瓦斯直接燃烧的浓度限制。在市场机制 建设方面，可考虑加快将瓦斯回收利用纳入 CCER 市场，并进一步完善瓦斯利用项目自愿减排方法学。在项目建设 方面也可以在土地、税收等方面提供相应的优惠政策。

持续创新和科研攻关，突破技术瓶颈。我国瓦斯回收利用技术体系已基本形成，但目前部分技术依然在浓度、安全、 能效等方面存在挑战。未来可以对重点技术的性能提升和优化，解决技术的浓度限制、进一步降低安全风险。同时， 可以对萌芽阶段的技术（如废弃井瓦斯回收利用技术等）加大科研投入，加强对于废弃矿井瓦斯资源的评估和开发， 逐步建设形成试点项目和工程示范。在现有的技术体系下，还可以从源头提升瓦斯浓度，探索研究瓦斯提浓增透技术， 提升抽采瓦斯浓度从而减少乏风系统的瓦斯逸散，扩大利用端的技术选择空间、降低回收利用难度。在甲烷监测方面， 建议继续加强对于甲烷监测技术的研发投入，以支撑甲烷排放和瓦斯回收利用量的准确计量，为后续瓦斯利用项目 参与市场机制并准确核定减排量打好基础。 深入拓展消费渠道，稳步提升下游消纳能力。瓦斯回收利用技术主要依靠能源销售收入和 CCER 市场机制实现获利。 目前，发电、供热和燃气管输的销售方式均存在一定的障碍，采取相应的措施打通壁垒有助于技术的推广和应用。 瓦斯发电上网和管道运输可能存在并网入网障碍，地方层面和电网企业、城市燃气企业可为瓦斯回收利用技术提供 电力接入和并网支持，使瓦斯发电项目能够有效进入电力和燃气市场。在供热方面，现有的瓦斯供热项目主要满足 了煤矿企业自身的热力需求，下一步可鼓励形成矿井自用与周边市场共同消纳的新模式，在降低矿井的能源成本的 同时，通过市场手段扩大瓦斯供热在周边区域的应用，增强消纳能力。

强化转型金融工具支持，优化项目管理模式。瓦斯回收利用需要近 1000 亿元的资金支持。瓦斯回收利用项目往往 前期投入高、回收期较长、投资回报较低。作为传统化石能源行业的低碳转型手段，瓦斯回收利用项目的资金压力 较大。转型金融是支持碳密集行业低碳转型的重要市场手段之一，能够为煤矿提供转型所需的资金支持。目前，我 国转型金融体系正处于研究和探索阶段，可在现有基础上研究制定煤矿开采行业转型金融标准，加大对于瓦斯回收 利用等有助于甲烷减排项目的支持力度，通过转型债券缓解资金压力、提高企业参与的积极性。与此同时，可以考 虑采取减排项目运营的新模式，例如采用合同能源管理模式（Energy Management Contracting, EMC），由瓦斯 利用企业向煤矿提供包括方案设计、设备采购、安装调试、运行维护等一系列服务，双方能够共同分摊费用并分享 项目收益，实现合作共赢。 携手打造国际合作平台，共同推动发展中国家甲烷减排。瓦斯回收利用项目具备极佳的减碳潜力和能源价值，目前 我国在技术研发、项目建设和运营等方面大量投入并积累了丰富的经验。一些发展中国家的能源结构和资源禀赋与 我国相似，亟需在甲烷排放控制和减排方面得到支持与帮助。作为负责任的发展中大国，在当前气候变化南南合作 和共建“一带一路”绿色发展的基础上，我国应进一步加深甲烷减排的国际合作与技术交流，帮助依赖煤炭生产的 发展中国家开展甲烷减排，增强乏风瓦斯、低浓度瓦斯以及废弃煤矿瓦斯回收利用的经验分享。此外，还可继续结 合各国的资源禀赋和经济需求，量身定制适宜的技术解决方案和合作框架，通过共同开发、技术培训和经验交流， 提高发展中国家应对气候变化能力，加快低碳转型。