实行碳交易，促进低浓度瓦斯利用

任世华 陈贵锋 宁成浩

（煤炭工业洁净煤工程技术研究中心 北京 100013）

作者简介：任世华，男，煤炭工业洁净煤工程技术研究中心，主要研究方向：能源经济。

摘要 本文分析了目前我国低浓度瓦斯大量排空、利用率低的原因，介绍了瓦斯发电的技术状况。基于瓦斯发电技术，分析了常用政策对低浓度瓦斯利用的激励效果，提出实行碳交易，以提高利用的经济性，并分析了不同交易价格下的经济效果。

关键词 低浓度瓦斯 瓦斯发电 碳交易 激励政策

Carrying Out CO2Trade to Prompt Coal Gas Utilization

Ren Shihua，Chen Guifeng，Ning Chenghao

（Coal Industry Research Center of Clean Coal Technology，Beijing 100013）

Abstract：The paper described reasons for direct discharge of low concentration coal gas，and introduced the development of coal gas power generation technology.Based on the technology，the paper analyzed the stimulation effect of normal economy policies on utilization of low concentration coal gas and proposed to carry out CO2trade to prompt gas utilization and then the analysis of economy effect in different price was given.

Keywords：low concentration coal gas；gas power generation；CO2trade；incentives

目前，我国每年煤炭开采过程中有超过90×108m3的低浓度瓦斯排空。瓦斯是一种温室气体，每年排空的瓦斯相当于1.35×108t 二氧化碳当量；瓦斯本身也是能源资源，1000m3甲烷相当于1.26tce，排空造成了严重的资源浪费。低浓度瓦斯利用是减少瓦斯污染，合理利用资源的重要手段，具有良好的环境效益和社会效益，在国际上已成功应用。但在我国，低浓度瓦斯利用还处于规划阶段，主要原因是低浓度瓦斯利用经济性较差，商业化应用需要有力的政策支持。从目前国际低浓度瓦斯利用技术发展来看，发电是低浓度瓦斯利用的主要方向。因此本文以发电为例探讨能经济运行的低浓度瓦斯利用政策。

1 技术概况

目前，低浓度瓦斯发电主要利用的是流转反应器技术（Reversal Flow Reactor Technology，也称逆流反应器、流向变换反应器）。流转反应器技术能实现风排瓦斯在1000℃以上或在催化剂作用下较低温度的自氧化稳定燃烧。通过在中心反应区安装换热器（热介质为压缩空气、低品位水蒸气或其他工艺）抽取热量。热介质通过热交换可增温至700～800℃，生产高热值的压缩空气或过热水蒸气，作为蒸汽轮机发电的热源。该技术能在较低浓度下实现自热氧化燃烧；当入口气流浓度、速度等在短时间内发生剧烈波动时，仍能保持稳定操作；具有较高的转化率和热回收率。该技术CANMET公司在加拿大Nova Scotia省Phalen矿进行了示范，并拟在中国建立示范点。本文以该技术为基础进行研究。

从总体上来看，技术已基本可行，但商业化应用还要看其经济性。以流转反应器技术为基础建立的低浓度瓦斯发电厂，投资主要包括设备、厂房，运营成本主要包括瓦斯采集和输送的成本、人员工资、维修费等。本文设定运行期15年，30%投资自筹，以全投资财务内部收益率为指标，分析不同情况下低浓度瓦斯利用的经济性。

2 瓦斯利用经济性分析

2.1 一般规模、运行时间

一般情况下，利用流转反应器技术的低浓度瓦斯电厂单位投资12000 元/kW左右，规模可达20 MW，年运行5000 h。根据一般矿井的瓦斯排放情况和当前气轮机技术，取瓦斯浓度为0.75%，气轮机效率为30%，厂用电率为12%，其他参数如表2。

在基本参数情况下，电厂年消耗瓦斯4014×104m3，年发电1×108kWh，供电0.88×108kWh，相当于燃烧3.75×104t煤所发的电。虽然具有良好的环境和社会效益，但是投资大，销售电价低，全投资财务内部收益率（I RR）为负，经济性差，如表1。

表1 瓦斯发电经济指标（一般规模、运行时间）

表2 基本参数

图1 运行时间影响

2.2 规模的影响

考虑到我国矿井规模和瓦斯排浓度差异较大，分别测算不同规模下的I RR。随着规模的增加，具有一定的规模效益，但是目前的较大规模20 MW的I RR仍然小于-10%，经济性较差。

2.3 运行时间影响

考虑到每年运行时间的变化，分别测算了年运行4000～7000 h的全投资财务内部收益率。随着年运行时间的增加，经济效益明显好转，年运行7000 h时，I RR达到0.07%，仍然达不到经济运行的要求。

通过规模、运行时间的分析可以看出，在没有有力的政策支持下，低浓度瓦斯利用经济性较差。因此，推进低浓度瓦斯商业化应用，需要有力的政策支持。

3 激励性经济政策

3.1 政策内容

政府制定或批准执行的各种经济性政策和措施可分为激励性和惩罚性两类。本文探讨提高瓦斯利用经济性，主要研究激励性经济政策。

（1）补贴政策。常见补贴有投资补贴、产出补贴、对消费者（即用户）进行补贴三种形式。补贴策略问题，即应给谁予以补贴和以什么样的运行机制进行补贴需要进一步研究。

（2）税收政策。税收政策是中外应用最多的一种经济政策，包括减免关税、减免增值税和所得税等。从理论上说，减免税收不需要政府拿出大量资金来进行补贴，只是减少一部分中央或地方的收入。

（3）价格政策。价格优惠是一项非常有效的激励措施，只要应用得当，可以起到促进技术进步和降低成本的作用。其关键性是差价补贴的资金来源和价格优惠的对象和选择。

（4）贷款优惠政策。低息或贴息贷款可以减轻企业还本期利息的负担，有利于降低生产成本，但政府需要筹集一定的资金以支持贴息或减息的补贴。

根据以上分析，本研究主要考虑以下政策因素：

（1）瓦斯补贴（参照国内外情况，以0.02元/m3为例）

（2）贴息贷款（以贴息3年为例）

（3）农网还贷基金优惠（以优惠100%为例）

（4）设备款增值税抵扣（以抵扣50%为例）

（5）增值税减免（以免为例）

（6）所得税减免（以免为例）

（7）电价补贴（参照德国政府补贴煤矿瓦斯发电厂每kWh补贴7 美分和德国电价，以每kWh补贴0.15元为例）

3.2 政策影响

激励性经济政策有助于提高低浓度瓦斯发电的经济性，但是提高的幅度有限，最高只能将I RR提高到3.54%，仍然处于亏损的边缘，难以满足企业投资盈利的要求，项目经济上不可行，如图2。这主要是由于项目本身的条件和激励政策的局限性决定的。项目本身投资额大（24000万元），项目期内产出少（正常运营15年，年销售收入2640万元），成本高（年总成本2755万元，不计建设期贷款利息），年年亏损（年亏损638万元，不计建设期贷款利息）。这就决定了各项政策的作用有限：

（1）瓦斯补贴。瓦斯补贴相当于降低了部分发电成本，但是降低的比例有限，难以弥补亏损，作用有限。

（2）贴息贷款。贴息贷款减少了企业的部分利息负担，但所贴利息难以弥补亏损，作用不明显。

（3）农网还贷基金优惠。相当于间接提高销售电价，但是优惠幅度有限，最高不超过 0.02 元/kWh，难以改变亏损的状况。

（4）设备款增值税抵扣。设备款仅占固定资产投资的一半左右，设备款增值税约为设备款的14.5%。设备款增值税抵扣的效果难以弥补亏损。

（5）增值税减免。直接减少了项目的销售税金负担。但是，增值税是以销售收入为基础的。项目产出较少，增值税减免对项目经济性提高的作用有限。

（6）所得税减免。税前利润为负，所得税减免不会起任何作用。

（7）电价补贴。相比而言，电价补贴对提高低浓度瓦斯发电的经济效益作用最为明显，主要原因是电价补贴实际上是变相提高了销售电价。

通过以上分析可以看出，一般激励性经济政策可以提高低浓度瓦斯利用技术的经济性，但是提高的幅度很有限，仍然达不到盈利要求，需要更有力的政策支持。

4 实行碳交易

4.1 国内外碳交易情况

随着2005年年初《京都议定书》的正式实施，发达国家出资到发展中国家购买二氧化碳等温室气体额外减排量的“碳交易”机制正在逐步形成之中。根据《京都议定书》的规定，发达国家出钱或是技术与发展中国家合作开发温室气体减排项目，最后核准的温室气体的减排量抵消发达国家承诺数额。在此规定的衍生下，欧美已经形成部分“碳交易”市场，目前国际市场上每吨二氧化碳减排量的价格为5～10 美元，并且价格还在不断上涨之中。我国的“碳交易”也已经进入了起步阶段，截至2006年2月15日，国家发改委已经批准和正在受理的CDM（清洁发展机制）项目共计21个，其中18个已经被批准。

图2 单项政策经济性

4.2 碳交易价格影响

参考国际碳交易价格，通过测算碳交易价格从0到60元的低浓度瓦斯发电技术的IRR，如图3。由图可以看出。实行碳交易价格的情况下，随着碳交易价格的提高，IRR也在快速提高，I RR 与碳交易价格几乎呈正比例变化。当碳交易价格提高到一定程度（51.64元/t），IRR达到基准收益率（12%），达到项目经济性的要求。如进一步提高，超过51.64元/t，项目I RR超过基准收益率，经济上可行。可见，实行碳交易价格可以有力地推动低浓度瓦斯利用技术的商业化应用。

图3 碳交易价格影响

5 结论

低浓度瓦斯利用技术的经济性较差，商业化应用需要有力的政策支持。一般激励性经济政策可以提高低浓度瓦斯利用技术的经济性，但是提高的幅度很有限，仍然达不到经济运行的要求。实行碳交易，可有力提高低浓度瓦斯利用的经济性，促进低浓度瓦斯利用技术的商业化应用。

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