控制甲烷排放，不仅具有减缓短期气候升温的气候效益，还有替代燃料和工业原料所产生的经济效益。由于煤炭开采环节会逸出以甲烷为主的瓦斯气体，煤炭开采过程是甲烷排放相对集中的领域。
多年来，黄河流域立足于煤炭资源禀赋，逐渐形成以粗放式开发为主的高碳开发模式，而瓦斯治理与利用是煤矿转型发展的重要突破口。提高煤矿瓦斯利用率，可以大幅度减少煤炭开发过程排放到空气中的甲烷，成为短期内扭转气候变化态势的有效途径之一。
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随着《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》的发布，瓦斯治理成为黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容。在国家政策和市场需求的助推下，煤矿瓦斯治理及利用产业正获得充沛的发展动能，煤矿瓦斯在清洁、安全、稳定、高效冷热电联供等领域的应用被不断开发。
因为低浓度瓦斯接近5%至16%的甲烷属于爆炸极限范围，不管是用于压缩还是液化，都有爆炸的危险，将煤矿瓦斯进行安全掺混处理便成为主流的低浓度瓦斯利用技术。然而，一直以来囿于国内技术制约，超低浓度瓦斯仍无法被有效利用，始终是瓦斯收集利用领域的痛点。山西航天国泰清洁能源有限公司（以下称为“山西航天国泰”）通过自主研发，突破了超低浓度瓦斯安全、稳定、高效、清洁治理及利用的技术壁垒，实现了超低浓度瓦斯的就地取材和灵活应用。
控制煤矿瓦斯排放成为趋势，黄河流域潜力巨大
瓦斯是煤炭的伴随产物，又名“煤层气”，是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5%～16%时，遇火会引起爆炸，瓦斯被认为是煤矿安全事故的头号杀手。
为确保生产安全，大多数煤矿企业将大量空气通入矿井，将瓦斯甲烷浓度稀释后直接排空。据联合国欧洲经济委员会数据显示，2017年，中国占全球煤矿甲烷排放量的43%，其中只有35%被利用，其余均逃逸到大气中。
作为加速全球气候变暖的第二大温室气体，甲烷对于气候变化的影响已经不容忽视。而另一方面，与二氧化碳不同的是，甲烷在大气中仅留存大约十年，这意味着控制甲烷排放可以快速减少其对全球变暖的影响。甲烷减排措施作为实现气候变化目标的重要手段的观点已经逐渐成为共识。
控制甲烷的同时也是利用甲烷。甲烷具有资源属性，甲烷回收后既是可利用的清洁能源，也是重要的化工原料。生态环境部应对气候变化司司长李高曾表示中国将挖掘煤矿和油气领域甲烷减排潜力，在煤炭资源和行业较为集中的省份开展示范项目。
黄河流域是我国重要的化石能源生产基地，随着“稳步推动煤层气等非常规油气资源开采利用”被明确列入《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》，加强黄河流域的甲烷减排已然成为推动黄河流域实现生态保护和高质量发展的重要手段。
以黄河流域的山西省为例，作为煤炭大省，煤炭产业带来的环境污染、瓦斯安全隐患等问题始终是山西经济转型面临的挑战。据山西省统计局数据显示，省内埋深2000米以浅的煤层气地质资源量约8.31万亿立方米，占到全国煤层气资源量的近1/3。如果能将这部分资源加以充分利用，既有助于山西实现减排目标，又能推动山西能源结构的低碳化转型，实现气候与经济的双重收益。
然而，煤炭行业泄漏出的甲烷浓度低、波动大，回收利用的技术难度大、成本高，这些因素使得煤矿甲烷减排在技术与经济方面面临巨大挑战。
创新超低浓度瓦斯氧化技术，填补市场空白
从目前技术应用情况来看，30%以上的高浓度瓦斯可以进行直接利用。浓度在8%-30%的抽采瓦斯，可以直接用做内燃机发电，从而产生经济效益。而浓度低于8%的抽放瓦斯以及浓度低于0.75%的风排瓦斯，基本全部直接对空排放。
如何破解低浓度瓦斯、超低浓度瓦斯收集利用的技术与成本难题，成为甲烷减排领域的关键。部分眼光长远的企业意识到了甲烷减排的必要性，开始尝试在此领域内布局，山西航天国泰便是其中之一。
山西航天国泰总经理曹国庆介绍道：“早在2017年，我们就意识到甲烷减排和控制的重要性与紧迫性，甲烷控制减排将是未来发展的大趋势。但是，我们通过调研发现，和国外发达国家相比，国内没有处理超低浓度瓦斯的技术手段。”
在发现低浓度瓦斯收集利用的市场空白后，山西航天国泰的技术团队自主研发出超低浓度瓦斯氧化安全、稳定、高效、清洁的治理及利用技术：以超低浓度瓦斯作为原料，在装置中经过智能混配后，再经过蓄热氧化装置氧化产生高温烟气，产生安全、稳定、高效、清洁的热能，为煤矿提供足够且稳定的制冷、供热、供电能力。
根据各家煤矿不同条件的瓦斯情况，技术团队还可以制定个性化方案。无论是高浓度、低浓度还是超低浓度空排瓦斯，技术所应用投产的项目，均可以通过小型化、可移动式设备，完全利用并转化为清洁能源。
位于柳林县的金家庄煤业供热项目，是上述技术的第一个投产项目。项目运行后，金家庄煤矿的燃煤锅炉被全部拆除，冬季取暖完全由低浓度瓦斯来替代，每年节约标准煤3万多吨，实现了氮氧化物、硫化物零排放，年实现碳减排量28万吨，既减少了甲烷的对空排放，也满足了煤矿清洁供暖的需求，成为超低浓度排空瓦斯供暖的一次具有示范意义的有益尝试。
有了金家庄煤业供热项目的成功运行经验，山西航天国泰迎来了更加广阔的合作空间，先后与山西省内的余吾煤业、兴无煤矿等7个试点达成了合作，试点煤矿均非常认可技术及运行效果。据曹国庆透露，“接下来会有十几个试点分批次分期落地，我们在全国范围内均有所战略布局。”
燃煤锅炉替代改造供热示范项目实景图
甲烷减排领域投资机遇扩大，或将迎来新兴市场
但这并不意味着该项技术已经达到了可以进行大范围推广落地的成熟阶段。煤炭工业太原设计院集团有限公司新能源设计研究院院长、正高级工程师贠利民坦言道，“从盈利情况来看，相较于直接出售煤炭的收益，低浓度瓦斯抽采利用为煤矿企业带来的收益可以算是微不足道的。一些煤矿企业的积极性不高，项目在市场开发过程中面临着阻力。”
前期推广阻力也是曹国庆深有体会的一点：“一方面，由于低浓度、极低浓度甲烷未列入环保强制性控制排放政策中，煤矿的接受度较低；另一方面，因为国内项目航天国泰首创，因此煤矿对于安全很慎重。经过不断的沟通协调，煤矿逐渐意识到甲烷减排的重要性，加之安全性问题得到解决，才慢慢开始有了起色。”
幸运的是，很多大型产业资本看重绿色低碳投资领域，甲烷的治理和综合利用符合产业资本投资方向，项目投资便水到渠成地被吸引加入，公司也成功解决了项目前期因投入资金量大而面临的资金短缺难题。
“山西煤矿比较多，甲烷排放量也比较大。既然存在这么一个市场空白，又符合国家大的环保政策。未来，甲烷减排及利用绝对有很好的投资价值、很好的社会和经济意义，所以我们选择在甲烷领域做一些投资布局。目前可以说，航天国泰算是这个领域的先行者。”对山西航天国泰运营技术团队进行全面深入的调研后，山西金控下属中合盛资本管理有限公司投资总监白广云肯定了航天国泰的发展潜力。
航天环保产业基金总经理张君亮同样十分看好航天国泰的投资价值，“航天国泰的市场空间广阔，储备项目丰富，其在煤炭开采行业开展试点，试点煤矿项目监测评估方案的实施落地，将对行业产生标杆示范作用。” 目前，该基金已对航天国泰完成首期投资且正在筹划增资。该基金将围绕航天国泰打造甲烷治理及利用的综合产业生态链持续提供资金和资源支持。
航天国泰双碳运营监管平台
目前各类甲烷减排技术正受到越来越多的资金青睐，甲烷减排行动不止停留在减缓气候变暖的目的之上，而是逐步从科学共识走向经济共识。在各方利益相关方的专注和支持下，国内甲烷减排投资机遇和范围也将不断扩大，甲烷减排领域或将迎来一个潜力巨大的新兴市场。
