（管理科学与工程专业论文）我国煤矿风排瓦斯发电的cdm应用研究.pdf

摘要 我国煤矿风排瓦斯发电的c 嗍应用研究 摘要 为了应对全球气候变暖的问题，联合国气候变化委员会引入了c d m 机制，对温室气体进行减排。我国煤矿风排瓦斯( v e n t i l a t i o n a i rm e m a n e ， v a m ) c d m 发展潜力巨大，但是由于c d m 是个新生事物，并且煤矿风 排瓦斯的抽放情况复杂多样，目前，还没有相关的方法获得e b 的批准， 这成为煤矿风排瓦斯c d m 发展的瓶颈。 本文介绍了现已申报的几个煤矿瓦斯( c o a lm i n em e t l l a n e ，c m m ) 综 合利用c d m 方法的主要内容，分析了其中存在的缺陷和不足，借鉴其经 验，研究出一套适合我国煤矿风排瓦斯发电的c d m 方法，希望能给以后 相关方面的研究带来一定的启发和帮助。 本文在研究煤矿风排瓦斯发电c d m 方法时，采用“没有项目”的基 准线方法，即：把减排项目削减的甲烷量作为项目的减排量。这种方法以 项目为单位计算减排量，使得准确地量化和说明实际减排量变得更加容 易。 在额外性的论述上，首次应用e b 提供的额外性判定工具来进行。从 法律和规章、投资分析、障碍分析等方面，全方位的阐述了方法的额外性 问题，从而使得额外性的研究变得更加规范，更加严谨。 北京化工大学硕士学位论文 关键词：清洁发展机制，煤矿风排瓦斯，基准线，减排 i i 摘要 s t u d yo nc d ma p p l i c a t i o ni nv e n t i l a t i o na i r m e t h a n e g e n e r a t i o no fc h i n e s ec o a l m i n e s a b s t r a c t i no r d e rt 0h a n m e l ep r o b l e mo fg l o b a lw a m l i n g ，哪c c ci n 们d u c e s c d mt or e d u c et h ee m i s s i o no fg h g ( 班e e n h o u s eg a s ) t h e r ei sag r e 砒 p o t e m i a l i nt 1 ed e v e l o p m e n to fc h i n e s ev a m ( v e n t i l 确o na i rm e t h a i l e ) c d m p r o j e c t s h o w e v e r ，f o rc d m h a so n l yd e v e l o p e df o ras h o r tp e r i o da l l dn l e m e t h a n ee x t r a c t i o na te a c h c o a l m i n ei sv a r i o u sa n dc o m p l e x ，n or e l a t i v e b a s e l i n em e t l l o d o l o g yh a sb e e na p p r o v e db ye by e t ，w h i c hb e c o m e sa b o t t l e n e c kt oc o a l m i n eg a sc d m p r o j e c t s t h et i l e s i si n 讯) d u c e st h em a i nc o n t e n t so f 也es e v e r a la p p l i e db a s e l 血e m e t h o d o l o g i e so fc o a l m i n e m e t h a j l ed r a i n e du t i l i z a t i o nc d mp r o j e c t s ， a n a l y s e st h e i rw e 幽1 e s s e s ，a n dg i v e so u tab a s e l i n eo f mg e n e r a t i o no f c h i n e s ec o a l m i n e s i ti se x p e e dt h a tt h et h e s i sc o u l dg i v es o m er e f e r e n c et o t h e1 a t e rr e s e a r c h e s t h et h e s i s a d o p t s “n op r o j e c t m e t h o d t ot 1 1 eb a s e l i n eo f 、，a m g e n e r a t i o n ，t h a ti s ，i tt a k e st h e 锄o u n to fm e t l l a n er e d u c e di nap i 、。o e c ta st h e 儿l 北京化工大学硕士学位论文 r e d u c e da m o u n t ，w h i c hm a k e si te a s i e rt om e a s u r ea n de x p l a i nn l ee m i s s i o n r e d u c t i o n t h et h e s i su s e sm et o o lp r o v i d e db ye bt oe x p l a i nm e a d d i t i o n a l i 哆丹o m i a w sa n dr e g u l a t j o n s ，i n v e s t n l e n ta n a l y s i s ，b a n j e ra 1 1 a l y s i se t c ，t om a k et h e s m d yo fa d d i t i o n a l i t ym o r ep r e c i s ea n ds t a l l d a r d k e yw o l m s ：c 1 e a i ld e v e l o p m e mm e c h a n i s m ( c d m ) ，v e n t i l a t i o na i r m e m a i l e ( w 心以) ，b a s e l 址，e 觚s s i o nr e d u c t i o n 北京化工大学位论文原创性声明 y8 8 l9 3 1 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对 本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：刻煎日期：呈塑丛互竺 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属 北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论 文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保 存、汇编学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，4 适用本 授权书。 作者签名： 导师签名： 日期： 日期： z 。0 6 惩 第一章前言 1 1 研究背景 第一章前言 时至今日，全球气候变暖已经成为不争的事实，并引起世界各国高度关注。为了 应对全球气候变化、减少温室气体排放，京都议定书具体规定了发达国家的温室 气体减排目标，即到2 0 1 2 年，京都议定书附件1 所列缔约方( 简称附件l 国家) 排放的6 种温室气体( 二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化 硫) 的数量，要比1 9 9 0 年平均减少s ，2 i ”。 考虑到各国经济发展水平、能源结构和温室气体减排边际成本等的不同，尤其是 发达国家温室气体减排成本较高，难以在本国实施，京都议定书引入了三种灵活 的温室气体减捧机制以帮助其实现减排目标，即：发达国家间的“捧放贸易机制 ( 函正s s j o n l h d c ，e t ) ”、“联合履行机制( j o m th p l e i l l e n t a 6 0 n ，j i ) ”和发达国家与发 展中国家的“清洁发展机制( a 髓n d w e l o p m e m m c 妇i s m ) m ) ”。 一 c d m 的核心是让附件1 国家能够灵活地以成本有效的方式实现其减排承诺；同 时也旨在帮助中国等发展中国家的可持续发展，采取有效措蓝以减缓全璩气候变化。 c d m 允许发达国家在发展中国家投资实施减排项目，并通过这些项目以“经证明的 减排量( c c n i 丘c d e m i 鹞o n r c d u c t i o n ，皿r ) ”的转让来获得减捧信用【2 】。同时，c d m 是发展中国家技术转移及能力建设的重要机会，即可以获得正常商业渠道无法获得的 技术，还可以增加其获得国际融资的可能性。 我国在2 0 0 2 年就核准了京都议定书。并于2 0 0 4 年颁布了清洁发展机制项 目运行管理办法，其中明确表示煤层甲烷的回收与利用是我国c d m 项目发展的四 个重要领域之一，这表明了我国政府通过减少煤矿瓦斯排放来减缓全球气候变化的决 心1 3 1 。 甲烷是煤矿瓦斯的主要成分，其温室效应是二氧化碳的2 1 倍。大量的煤矿瓦 斯排放不仅会导致温室效应的加重，而且对我国煤炭开采形成严重的安全隐患，更是 损失了大量的清洁能源，这显然不符合我国的可持续发展方针。 我国对于煤矿瓦斯的开发利用仍处于初级阶段，大力进行煤矿瓦斯综台利用是促 进我国煤炭行业迅速发展的重要举措，但也必须解决瓦斯利用技术水平不高、种类少， 进我国煤炭行业迅速发展的重要举措，但也必须解决瓦斯利用技术水平不高、种类少， 北京化工大学硕士学位论文 项目资金匮乏、项目效益差等诸多问题，而这恰恰能通过c d m 来解决，从而实现煤 矿瓦斯综合利用水平的提高、地区可持续发展、减少温室气体排放等多赢的局面。 1 2 研究现状 在国际上研究与c d m 相关问题比较知名的研究机构有经济合作与发展组织及其 下属的国际能源机构、世界资源研究所、劳伦斯伯克力实验室、清洁空气政策中心、 未来资源研究所、世界可持续发展商业理事会的能源与气候变化小组、以及印度的 1 期隗能源研究所等单位。国内的清华大学核能技术研究院、国家计委能源研究所和 中国人民大学环境经济研究所等单位也做了大量的研究工作。在煤矿瓦斯发电c i ) m 方法方面，目前只有我国对此进行了研究。其中也有和国外合作研究的项目。 截至目前，我国已有五个方法向髓提出了申请，它们分别是：鹤岗南山煤矿的 “煤矿抽放和利用煤矿煤层气发电的基准线方法”、淮南潘三煤矿的“煤矿利用和燃 烧煤矿煤层气的基准线方法”、淮南潘一煤矿的“c 删收集和理由的基准线方法”、 辽宁阜新煤矿的“c m m 和c b m 综合利用及治理的基准线方法”和山西晋城煤矿的 “c m m 发电的整体基准线方法”。这五个方法都是研究煤矿瓦斯的，并且均以抽放瓦 斯为主要研究对象。目前，还没有专门的风捧瓦斯的方法。在这些方法中，煤矿瓦斯 主要用于发电、取暖等，剩余气体一般进行燃烧处理；甲烷年抽放量在1 0 0 0 万立方 米至5 0 0 0 万立方米之间；应用这些方法可以减排煤矿瓦斯7 0 以上。这些方法大都i 选择了4 8 ( a ) 或4 8 ( b ) 作为其分析基准线的基本方法；基准线捧放包括没有项目 情况下a 4 的排放量，综合利用和燃烧过程中的o d 2 摔放量，以及替代电量的o 。2 排放量；项目边界界定从其物理，工程边界算起，然后扩大到与其相连的电网、热网 和气网等1 5 j 。 这些方法抓住了煤矿瓦斯c d m 项目的主要特点，对基准线的建立、项目边界的 界定和减排额的计算等都做出了比较详细和合理的阐述，但是由于经验不足和煤矿瓦 斯c d m 方法的复杂性等原因，难免存在一定的缺陷和错误。 1 3 本文结构 本论文重点分析了c d m 对我国开发和利用煤矿风排瓦斯的影响，并对煤炭行业 2 第一章前言 引入c d m 项目进行了初步的可行性分析，提出了煤矿风排瓦斯发电c d m 项目的方 法，结合具体案例探讨了该方法的可行性，最后提出了相关的建议。 第一章，前言，提出本文研究的背景和目标、研究思路和方法、主要研究内容和 创新之处，进行了相关研究现状的简述。 第二章，在概述我国煤矿瓦斯抽排现状的基础上，分析治理和综合利用煤矿风排 瓦斯的意义，指出利用煤矿风排瓦斯存在的主要障碍。介绍c d m 产生的历史原因、 靛展过程、主要内容及在国内外发展的状况，并且结合我国煤矿风排瓦斯的现状指出 了c d m 机制对治理和利用风排瓦斯的重大意义。 第三章，结合我国煤矿瓦斯方面c d m 项目的实施情况，得出没有可以应用的煤 矿瓦斯c d m 项目方法是开展此类项目的瓶颈，在此基础上，分析c d m 方法的主要 内容。结合具体的项目模式，从煤矿风排瓦斯发电方法的基准线、额外性以及边界等 方面进行了研究，提出了c e r 的计算公式，从而形成套煤矿风排瓦斯发电项目的 方法。 第四章，将所研究出的方法应用于一个具体典型的煤矿风排瓦斯发电c d m 项目， 验证其可行性。 第五章，总结全文，给出具体的建议。 本文的逻辑关系见下图。 圈l - l 本文结构图 f i g 1 一lt h e s i ss t n l c t l i r e 3 北京化工大学磺士学位论文 1 4 研究方法 本文通过总结和借鉴我国煤矿抽放瓦斯c d m 方法的研究成果，运用管理、能源、 环境及统计等多学科的知识，借助案例分析，验证研究得出我国煤矿风排瓦斯c d m 方法。 1 。5 创新之处 煤矿风排瓦斯发电c d m 方法的研究在我国还是空白。本文研究了我国煤矿瓦 斯c d m 方法的发展情况，总结了它们在判定项目额外性，确定基准线、项目边界、 “泄漏”及计算c e r s 减捧成本等方面所应用的方法。结合我国煤炭业的特点，借 鉴煤矿抽放瓦斯c d m 方法的研究经验，研究出一套我国煤矿风排瓦斯c d m 方法。 第二章煤矿风捧瓦斯和c 嘣介绍 第二章煤矿风排瓦斯和c d m 介绍 2 1 煤矿风排瓦斯内涵和治理现状 2 1 1 煤矿风排瓦斯的内涵及抽捧现状 煤矿瓦斯是吸附在煤层内的一种混合气体，主要成分为c 1 4 、c 0 2 、n 2 等， 是一种无毒、无味、无颜色，可以燃烧的气体。瓦斯是煤炭开采过程中不可避免 的伴生物，瓦斯的容易燃烧的特性常常导致煤矿井下的爆炸，因此人们谈起瓦斯 就联想到恐怖的爆炸。 煤层瓦斯的排出有三种形式：一是煤层气( c o a lb c dm 弛a n e ，c b m ) ，甲烷 浓度在8 0 9 5 ；二是井下抽放瓦斯( c o a lm i n em e l l l 粕ed f a i n 。d ，删d ) ， 甲烷浓度在2 5 5 0 ：三是风捧瓦斯，甲烷浓度一般小于1 拶。井下抽放瓦斯 和风排瓦斯统称为煤矿瓦斯，本文主要研究的是风排瓦斯，也涉及到一部分抽放 瓦斯矛用的内容。 近年来，我国煤矿瓦斯排放量随着煤炭产量和开采深度的增加而增加，2 0 0 3 年矿井瓦斯排放量首次突破l o o 亿m 3 ，其中，风排瓦斯占我国煤矿瓦斯排放量的 8 0 左右，丽矿井瓦斯抽放占2 0 左右川。 尽管风排瓦斯的年排放量己高达8 0 亿m 3 左右，但是受瓦斯利用技术、瓦斯 浓度与稳定性、经济成本、市场开发等因素的限制，我国目前还没有利用风排瓦 斯的先例，只有阳泉集团拟在2 0 0 5 2 0 0 8 年投资o 7 1 亿元用于风排瓦斯利用 技术研究以及工业性试验嘲。即使对于抽放瓦斯的利用也非常有限，主要是国有 重点煤矿进行抽放瓦斯利用，用途也只限于民用炊事取暖、锅炉燃料、发电和少 数工业原料。2 0 0 3 年，国有重点煤矿抽放瓦斯利用量为6 1 6 亿( 没有单位) ，占 总瓦斯抽放量的3 9 4 ，其余未利用直接放空。 2 1 2 治理和利用煤矿风排瓦斯的意义 ( 一) 安全闯题 北京他工大学硬士学位论文 在煤矿开采过程中，煤层瓦斯会不断地涌入矿井，轻则使井下工人窒息，重 则导致煤矿瓦斯突出和瓦斯爆炸，煤矿瓦斯事故堪称是煤矿四大灾害之首【9 】。在 我国，煤矿瓦斯一直是影响我国煤矿安全生产的一个重要隐患。在原国有重点煤 矿5 7 6 处矿井中，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井有2 7 7 处，占4 8 ，且9 5 以 上的矿井具有煤尘爆炸危险，加剧了瓦斯的威胁 。在1 9 9 1 2 0 0 0 年问，瓦斯 事故死亡人数总体呈上升趋势。1 9 9 1 年，一次死亡3 人以上瓦斯事故死亡1 3 6 4 人，2 0 0 0 年死亡2 6 6 2 人，l o 年中增加近一倍。2 0 0 1 年全国煤矿事故死亡5 6 7 0 人，瓦斯事故死亡2 4 3 6 人，占总死亡人数的4 3 【l l 】。2 0 0 2 年，在一次死亡3 人 以上和1 0 人以上的重、特大事故中，瓦斯事故所占比重最大。每年在l o 人以上 重、特大死亡事故中，瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的比重基本在8 0 以上。 ( 二) 环境问题 煤矿瓦斯的主要成分甲烷是一种仅次于二氧化碳的温室气体，其温室效应是 二氧化碳的2 1 倍，对于全球气候变暖的贡献份额为1 7 蚶。煤矿瓦斯排放造成 了严重的温室效应，环境危害非常严重。 我国约7 5 的甲烷排放来源于煤矿瓦斯j 放。我国每年煤矿瓦斯的放空量， 相当于将l 亿吨以上的二氧化碳捧放到大气环境中f 瑚。另外，随着我国经济的快 速发展和人口的继续增长，我国煤炭消费总量将继续增加，2 0 2 0 年我国煤炭产量 将达到2 0 亿吨，届时煤矿瓦斯捧放将超过2 0 0 亿立方米，这相当于每年增加2 亿吨以上的二氧化碳排放，使得全球温室效应更加严重【1 4 1 。 显然，大量的低浓度煤矿瓦斯越大气排放，不仅对我国自然气候以及粮食产 量等与人民生活息息相关的方方面面产生直接影响，也将间接对全球气候产生不 利的影响，另外对于在不久的将来我国开始履行温室气体减捧的承诺也是一个重 大压力。 ( 三) 能源经济 现在世界能源结构中所利用的化石能源主要是煤炭，其次是石油和天然气。 根据国际上通行的能源预测，石油将在4 0 年时间内枯竭，天然气将在6 0 年内用 光，煤炭也只能用2 2 0 年l is 】。人类必须节约使用有限的能源资源。对于我国，虽 然地大物博、资源丰富，能源资源总量居世界第三位，但由于人口众多，人均能 源资源相对匮乏，目前已成为世界上第二大能源消费国。因此，促进能源的合理 和有效利用，对我国经济发展和环境保护具有深远的战略意义。甲烷是一种优质 第二章煤矿风排瓦斯和c 叫介绍 的清洁能源，一立方米甲烷的燃烧值相当于1 3 3 公斤标准煤【1 6 】。我国每年有将近 1 0 0 亿立方米煤矿瓦斯放空，相当于自白燃烧掉5 0 0 万吨的标准煤。随着我国煤 炭消费量的增加，到2 0 2 0 年我国煤矿瓦斯排放将超过2 0 0 亿立方米，相当于每年 向空气中摊放1 0 0 0 万吨的标准煤，不仅污染了空气，也浪费了大量的宝贵资源【1 7 】。 因此，对煤矿风排瓦斯进行回收和利用具有以下三方面的效益，一是减小煤 矿瓦斯涌出量，消除灾害和事故的隐患，确保煤矿安全生产；二是有效地减排温 体，保护大气环境；三是充分利用瓦斯资源，改善和优化能源结构，保护和 节约国家资源。我国是煤炭大国，加强对瓦斯的治理及综合利用技术的开发研究 是目前亟需解决的重大科技问题。 2 1 3 治理和利用煤矿风捧瓦斯的途径和障碍 目前，甲烷浓度在2 5 5 0 的煤矿抽放瓦斯，可用来供热、发电，甚至供 化工生产，具有一定的经济效益。因此，对这部分瓦斯的利用还是比较重视的。 对于年排放量高达8 0 亿m 3 的风捧瓦斯，我国目前还没有利用的先例，这主 要是由于煤矿瓦斯利用技术的欠缺、项目资金的匮乏以及市场开发不足。 在瓦斯利用技术方面，我国基本上都是煤矿抽放瓦斯( 甲烷浓度6 0 7 0 ) 的利用，主要用于煤矿矿区与周围城市居民民用，一些抽放瓦斯发电技术还处于 示范与应用阶段，相比之下，对于风排瓦斯利用技术的研发投入和时间周期明显 不足，造成我国风排瓦斯利用适用技术欠缺【1 8 l 。 我国煤矿风排瓦斯难以得到利用的另一个因素是项目投入过大、投资回收期 偏长。煤矿抽放瓦斯民用项目l 万m 规模投资额为2 4 4 1 万元，项目投资回 收期在6 8 年；煤矿抽放瓦斯发电项目1 m w 规模投资额为2 3 8 6 8 2 万元，项 目投资回收期在4 8 年 1 9 l 。风排瓦斯的浓度大大低于抽放瓦斯，其项目投资额 远远高于抽放瓦斯项目，利用价值低，缺乏有效的融资渠道。 市场开发不足也是我国煤矿风排瓦期无法得到利用的一个原因。由于我国煤 矿一般远离城市，要实现瓦斯规模化利用，必须加强管网建设和电网建设，但这 部分固定投资额非常大，往往使得瓦斯利用项目难以实现盈利阎。此外，瓦斯民 用或发电价格的高低、瓦斯用户的多少也直接影响着瓦斯利用市场规模的大小。 煤矿瓦斯的有效利用，不仅能节约资源、提高能源利用效率，同时还能减少 北京化工大学硕士学位论文 甲烷排放，但归根结底都要受制于煤矿瓦斯利用的技术水平和经济成本的约束 c d m 恰好为发展中国家提供了一次很好的机会，一方面可以治理环境，促进可 持续发展；另一方面又可以引进外资及国外的先进技术。 2 2c d m 方法相关理论和发展现状 2 2 1c d m 的由来 自工业革命以来，人类能源的消费不断的增加，导致二氧化碳、甲烷、氧化 亚氮、臭氧和氧氟烃等温室气体在地球表面大气层中不断的积累【2 i l 。人类活动造 成的温室气体排放，加剧了地球大气的温室效应，今后如不加控制的发展下去， 就可能导致全球气候变暖超过地球生态环境适应性调节范围的危险性。为了应对 全球气候变化的挑战，必须要有全世界人们的共同合作。近2 0 年来，全球气候的 变化问题已引起世界各国的关注，成为国际政治、经济、外交的个重要议题。 联合国在其1 9 如年大会上建立了气候变化框架公约政府问谈判委员会，并于 1 9 9 2 年5 月9 日通过了联合国气候变化框架公约。该公约已于1 9 9 4 年生效， 并成为在国际环境与发展领域中影响最大、涉及面最广、意义最为深远的国际法 律文书。公约及其相关法律文书的最终目标是：“将温室气体的浓度稳定在使 气候系统免遭破坏的水平上。这一水平应当在足以使生态系统能够自然地适应气 候变化、确保粮食生产免受威胁并使经济能够可持续发展的时间范围内实现。”这 一目标并未明确到底要将大气中的温室气体稳定在什么浓度水平上，而这一浓度 水平具有重大的经济意义阎。 国际社会经过多年艰苦谈判，于1 9 9 7 年1 2 月由1 6 0 个国家在日本京都召开 的联合国气候变化框架公约第三次缔约方大会上通过了京都议定书。其中第3 、 4 条规定了附件1 国家缔约方的温室气体定量减排指标。按照规定，附件1 缔约 方应该个别地或共同地确保其二氧化碳、甲烷等6 种受控的温室气体排放总量， 在2 0 0 8 年至2 0 1 2 年的承诺期内比1 9 9 0 年水平至少减少5 2 ，到2 0 0 5 年，附件 1 缔约方应在履行这些承诺方面做出可以证实的进展【2 3 】。 议定书为每个附件l 国家确定了“有差别的减排”指标，即欧盟减排8 ( 各 成员l 翼具体的指标由其协商确定，这被称为“欧盟气泡”，其中葡萄牙、希腊、西 第二章蠼矿风捧瓦斯和c 瑚介绍 班牙等欧盟国家不仅不减还可增加捧放) ，美国减排7 ，日本、加拿大减排6 ， 俄罗斯、乌克兰、新西兰“零”减排，澳大利亚增排8 ，冰岛增排1 0 等等。 京都议定书同时建立了三种辅助机制，即“联合履约机制”、“清洁发展 机制”和“排放贸易”。其核心在于，发达国家可以通过这三种机制在本国以外取 得减排的抵消额，从而以较低成本实现减排目标，通过“境外减排”缓解其国内 减排压力。在这三种机制中，只有c d m 是发达国家缔约方与发展中国家缔约方 j ，括中国) 之间的合作机制。 1 9 9 8 年1 1 月，c o p 4 通过了布宜诺斯艾利斯行动计划( b u e n o sa r i e sp l a no f a c t i o n ，b a p a ) 。该计划要求缔约方大会解决有关京都三机制，尤其是c d m ，在 运行模式、规则、指南、操作程序和方法方面所有悬而末决的细则，以便使京都 机葡i 在2 0 0 0 年前具备充分的可操作性。 2 0 0 3 年1 2 月，目前为止最大的一次世界气候变化会议在意大利北部城市米 兰召开。与会的1 8 8 个缔约方代表同意就控制气候变化问题尽快采取协调行动， 但在发展中国家关心的技术转让等关键问题上的磋商未能取得实质性进展。欧盟、 加拿大、冰岛、新西兰、挪威和瑞士等缔约方代表在会议期间重申，他们准备通 过框架公约确立的“气候变化特别基金”和“最不发达国家基金”两个项目 今后每年提供4 1 亿美元资金，用于支持发展中国家应对气候变化的有关活动。 2 0 0 4 年1 1 月1 8 日，俄罗斯正式递交了俄加入京都议定书的文件，最终 使得这一旨在减少全球温室气体捧放的计划于2 0 0 5 年2 月1 6 日正式生效。 从格林尼治时间2 5 年2 月1 6 日上午5 时( 北京时间1 6 日3 时) 开始，人 类有史以来希望通过控制自身行动以减少对气候变化影响的首个国际文书 京都议定书经历7 年沉浮后终于正式生效。 自2 0 0 5 年1 月1 日温室气体排放配额交易正式开始到3 月中旬，交易量从平 均每天3 0 万吨上升到5 0 万吨，最高曾达到约1 0 0 万吨。这一年来，随着贸易的 急速发展以及价格的上扬，企业家们正迫切地谈论着世界上最新的商品：t r 碳信用” ( c a r b o nc r e d i t s ) 。两年内碳交易市场价值将达到每年1 0 0 1 5 0 亿欧元( 1 2 0 1 8 0 亿美元) 。 北京化工大学硕士学位论文 2 2 2c d m 方法相关理论 ( 一) c d m 内涵和相关规定 c d m 是京都议定书中规定的温室气体减排的三种灵活机制之一，是一 种t 国际合作机制，允许附件l 缔约方与非附件1 缔约方联合开展二氧化碳等温室 气体减排项目。这些项目产生的减捧数额可以被附件l 缔约方作为履行他们所承 诺的限排或减排量。对发达国家而言，c d m 提供了一种灵活的履约机制；而对 j 发展中国家，通过c d m 项目可以获得部分资金援助和先进技术f 2 4 】。c d m 允许 附件i 国家在非附件i 国家的领土上实旋能够减少温室气体捧放或者通过碳封存 或碳汇作用从大气中消除温室气体的项目，并据此获得“经核证的减捧量”，即通 常所说的c e r 。附件i 国家可以利用项目产生的c e r 抵减本国的温室气体减捧义 务。 c d m 可以理解为一份贸易协定书。其目的就是要在发达国家与发展中国家 之间构建一个市场。只不过发达国家是通过在发展中国家投资能产生减排额度的 项目来获得排污权，也就是说将进行温室气体排污权交易的市场放到了发展中国 家。发达国家到发展中国家进行投资的动力主要就在于发展中国家具有较低的边 际减排成本。按照国际经济学比较优势理论，如果在一个国家生产某种商品具有 较低成本的比较优势。外资就有可能被吸引到这个国家该种商品的生产中来。 c d m 就可以被理解为这样一种跨国贸易投资机制：某一削减温室气体成本 较高的国家为了避开高额的削减成本而到另一个削减成本较低的国家去投资项 目，从而产生削减，以此换取本国所需要的削减额度。这样的投资符合宗主国的 产业政策以及整体可持续发展战略，同时投资国又可以降低其自身为履约而产生 的额外成本，从而交易使双方受益。 c d m 既是关系到国际环境合作的重大问题，对于发展中国家更是经济、能 源、政治问题，它将给许多企业带来商机【2 5 】。京都议定书第1 2 条规定c d m 适用于发达国家和发展中国家之间的减排项目或者吸收二氧化碳的造林项目。据 悉，发达国家为完成其在京都议定书下的承诺在2 0 0 8 至2 0 1 2 年的5 年时 间里，每年将需要通过c d m 项目购买约2 亿至4 亿吨二氧化碳当量的温室气体。 这将需要开展大量的c d m 项目才能够满足需要硼。世界银行的研究表明，中国 将可以提供世界c d m 所需项目的半以上，约合1 亿至2 亿吨二氧化碳当量的 第二章煤矿风捧瓦斯和c 瑚介绍 温室气体。这将给中国带来巨大的经济收益。仅仅从2 0 0 2 至2 0 0 5 年来看，就约 有7 7 3 4 8 亿元人民币的资金被投入到中国四个c d m 项目发展中，这四个项目分 别为2 0 0 3 年年初开工的小孤山水电站、2 0 0 4 年开工的内蒙古辉腾锡勒风电场项 目、预计2 0 0 5 年l o 月投入运行的吉林洮南4 9 3 m w 风电场项目_ 秘预计2 0 0 5 年 1 2 月开工的云南大粱子水电站唧。这项旨在减少全球温室气体排放的国际协议将 呤r h 同企业带来新的融资手段。现在c d m 的一个项目能够帮助企业拿到大约几 l ，i 欧元的额外资金支持，将大大降低企业开发项目的融资风险，提高利润率。 预计2 0 0 5 年中国将获批的此类项目大约有十几个。而根据京都议定书的规定， 温室气体减排指标至少要延续到2 0 1 2 年。据此推算，即使保守地估计，到2 0 l o 年，此类项目也将给中国企业带来近4 0 亿元人民币的融资机会【勰l 。 然而不是所有的项目都能成为c d m 项目，也不是所有的项目都适合做c d m 项目。c d m 执行委员会( e x 岖v e b o a r d ，e b ) 对合格的c d m 项目进行了一系 列严格的要求。下面几条是其中最基本、最主要的要求：项日相对于基准而言登 须能够产生温室气体减排量：项目需经参与项目的缔约方政府批准；项目所采取 的建立基准线的方法和监测的方法应是经过批准的方法；项耳需经过环境影响评 价，并且如果会带来其他环境问题，应提出解决这些环境问题的办法；项目基准 线的建立应该基于以项目为基础并考虑以保守和透明的方式建立基准线，建立基 准线是应该充分考虑从国家和行业的政策和规划，还应该选择合理的边界并充分 考虑项目可能产生的温室气体“泄露”问题。 对我国而言，除上述基本要求外，还需要特别考虑三点：项目必须符合我国 的国家发展战略和产业技术发展政策；项目应该带来先进的技术转让，这种技术 可以是我国没有的，也可以是我国有，但是商业化程度较低、难以商业化或难以 与常规技术竞争的；项目要能够带来资金，这种资金应该由发达国家提供( 可以 是政府，也可以是企业) ，如果是由发达国家政府提供的公共资金，这种资金应该 是发达国家官方发展援助以外的资金。 如果一个项目能够满足上述基本要求，大体上能够成为合格的c d m 项目。 评判一个项目是否完全符合c d m 的要求而成为合格的c d m 项目，将由c d m 的 “经营实体”( 铆惯撕o ne n t i t ) ，o e ) 负责核实，并由c d m 执行理事会审批和注 册。 ( 二) c d m 方法的内涵 北京化工大学硕士学位论文 为确保c d m 项目减排量交易的环境效益完整性，即确保c d m 项目能带来 长期的、实际可澜量的、额外的减捧量，建立了一套有效的、透明的和可操作的 方法指南【2 9 1 。方法指南主要包括基准线确定、额外性评价、项目边界界定和泄漏 估算、减排量和减排成本效益计算等。 n ) 额外性准则 额外性准则是c d m 方法的核心问题之一。额外性准则有两类：一类是c d m 项目资金义务的额外性，朝如果附件l 缔约方政府为c d m 项目提供官方资金， 则此种融资不能造成对原有官方发展援助( o 岱c i a ld 吖e l o p m ta s s i s t a n t ，o d a ) 义务的偏移，并且资金来源应不同于和不算在这些缔约方的资金义务之内。另一 类是减排环境效益的额外性，以保证减捧的环境效益的完整性，即c d m 项目必 须带来在无c d m 项目活动的情况下，东道国自己无能力实现的额外减排量( 京 都议定书1 2 5 ( c ) 款) 。通俗地讲，发达国家到发展中国家实旖c d m 项目只是 换个成本低的地方减排而已，那它就必须在东道国自己能够实现的减排量之外再 额外地减排，这样才有资格获得同萤的捧放额度，加到其规定的国内捧放量配额 指标上。否则双方通过c d m 项目进行碳捧放交易后，不仅没有带来实质性减排， 排放量之和反倒增加了，这就和履行减捧义务的环境目标背道而驰，破坏了全球 环境效益完整性。只有同时符合以上两类准则的项目才有可能成为c d m 项目。 ( 2 ) 项目基准线 c d m 项目基准线设定是方法的核心问题之一。c d m 项目活动的基准线是合 理地代表没有拟议的项目活动时会出现的温室气体源人为排放量的情景。具体地 讲，就是在东道方国内技术条件、财务能力、资源条件和法规政策下，合理地可 能出现的排放水平基准线应包括项目边界内所有京都议定书附件a 所列的 气体、部门和捧放源类别的排放量。 ( 3 ) 项目边界的设定及“泄漏”问题 为了能够定量计算和监测c d m 项目活动带来的减排量，必须设定合理的项 目边界。它包括在项目参与方控制范围内的、数量可观并可合理地归因予该项目 活动引起的所有温室气体源人为排放量。另一方面，c d m 项目活动在引起项目 边界内直接减排量的同时，还会由于工艺技术、上下游流程、市场经济、消费行 为等等方面的原因在项目边界之外引起间接的排放量的变化，般称之碳泄漏或 碳溢出。 第二章煤矿风捧瓦斯和c 蹦介绍 ( 4 ) 排放量的计算 假设项目边界内的温室气体排放量为e 1 ，项目边界之外由该项目活动引起 的温室气体排放量的净变化( 称之为泄漏) 为e 2 ，则：e 1 + e 2 ；e 3 表示该项目活 动的排放量，基准线温室气体排放量为e 4 ，e 4 一e 3 = e 5 表示该项目活动的减 排量。 2 2 3c d m 在国内外发展的状况 ( 一) c d m 目前在国际上的发展状况 虽然c d m 是发达国家、发展中国家经过艰难谈判，相互让步而得到的产物， 但是由于它符合人们的共同利益，因此，自从c d m 诞生以来，许多国家和国际 组织对其投入了极大的热情。世界银行推出c d m 国家战略研究( n a t i o n a ls 仃a t e g y s t u d y n s s ) 、原型碳基金( p i o t 嘶p e c a r b o nf 1 l n d ，p c f ) 、生物碳基金( b i o c a r b o n f u n d ，b c f ) 、社区开发碳基金( c c 衄锄l n i t yd e 、，岫饥tc a i b o nf u n d ，c d c f ) 等，并托管意大利碳基金和荷兰碳基金。所有这些统称碳融资。世界银行成为目 前世界上最大的c e r s 买主刚。 欧盟表示，不管京都议定书是否生效，都将坚定地实施京都议定书； 同时，对成员国不能够完成议定书承诺的，将给予惩罚。欧盟已经通过了内部温 室气体排放贸易条令，2 0 晒年1 月1 日开始实施；同时，欧盟也已经同意，满足 要求的部分c e r s 可以进入欧盟的排放贸易体系。欧盟这一系列举措，将极大地 促进c d m 项目合作。 荷兰建立了“c e r u p t ，计划，选定了1 8 个项目，并委托世界银行管理“荷 兰碳基金”。德国设立了援助发展中国家研究c d m 的专门计划：德国开发银行建 立了c d m 基金并已经启动运营洲。意大利是非常活跃的伙伴，设立了援助发展 中国家研究c d m 的专门计划；建立了c d m 基金及在世界银行设立了托管基金； 意政府计划用1 0 亿欧元推动企业开展c d m 合作。英国政府鼓励和引导企业实施 c d m 项目。英国本身完成本身的义务并不困难，但是英国很多企业将c d m 合作 获得c e r s 作为今后盈利的投资看待。因而目前有不少企业对此兴趣很浓。瑞典、 挪威、奥地利、丹麦和芬兰已经建立了c d m 基金或管理机构促进c d m 合作。 不过这些匡l 家小，需要减排的温室气体有限，因而其需要做的c d m 项目也非常 北京化工大学硕士学位论文 有限。 加拿大建立了气候交化专门基金，支持发展中国家开展c d m 实施能力建设 活动；引导加企业与发展中国家合作。巴西参加了荷兰项目计划及世界银行碳基 金项引埘。其它中、南美洲国家哥伦比亚、哥斯达黎加等，都非常积极。日 本官、民都在行动；以中、印等为主要对象。在日本经济产业省的推动下，近来 日本推动c d m 合作的步伐、尤其是官方合作的步伐明显加快。中日在9 月刚开 过一个双边研讨会，吸引了大量的企业参与。与日本的合作，将是我国c d m 开 发的主要伙伴。印度参加了荷兰和世界银行项目，目前也很活跃。印尼参加了荷 兰和世界银行项目1 3 3 1 。非洲非常想做，但是由于政治和经济环境不好吸引力很小。 总体上看，目前c d m 主体还是处于起步阶段，政府部门或多边金融机构是 主要的推动力量。多边机构和政府部门为实旌c d m 项目制定了相应的规则和政 策，建立了相应的机构管理项目；发展中国家在积极行动，开展了大量的提高实 施c d m 能力的各种培训和研究活动。可以说，大规模实施c d m 项目的条件已 经基本成熟。 俄罗斯国家杜马于2 0 0 4 年l o 月2 2e 1 批准了京都议定书，促成了议定书 在世界范围内的生效；但是，由于美国不打算批准京都议定书，使原有可能开展 的大量c d m 项目大大缩小( 原估计美国将占一半) 。 ( 二) c d m 在我国的发展状况 我国从一开始就参加了制定c d m 规则的谈判，是谈判进程中的主要一方。 目前的规则相当一部分内容源自中国政府提出的提案。中国参加了一系列的c d m 国际合作研究项目。2 0 0 1 年1 1 月正式启动实施世界银行项目。项目包括3 个部 分：方法研究、c d m 案例研究、c d m 的供求关系研究。2 0 0 3 年1 月正式启动实 施意大利c d m 项目，该项目重点傲建筑类c d m 案例、冶炼废气回收利用案例。 现已经基本完成。加拿大对华c d m 研究援助项目，重点研究碳汇c d m 和可再 生能源c d m 的案例【孙。u n d p 援助的c d m 研究项目，重点是通过具体项目案 例，提高企业经理人员c d m 能力。该项目目前正在实施中。2 0 0 5 年5 月9 日在 银川正式启动了为期年的加拿大地方c d m 能力建设项目，重点是培养地方 c d m 专家队伍，提高地方政府官员、企业和公众对气候变化及c d m 的认识【3 5 1 。 2 0 0 2 年下半年，荷兰政府和中国政府就中国第一个c d m 项目内蒙古自治区 辉腾锡勒风电场项目签署合同，台同规定该c d m 项目年平均二氧化碳减排量约 第= 章煤矿凡捧瓦斯和c 珊介绍 为5 4 0 0 0 吨，减排量入期为1 0 年【3 6 】。投资该项目的中国企业获得了总计约人民 币2 ，7 亿元的收益保证。而对于小孤山水电站项目来说，项目投资者是世界银行 的试点碳基金f 3 7 】。该项目的总二氧化碳减排量信用额为3 7 2 3 0 0 0 吨，因此该项目 中方投资公司小孤山水电公司将会得到将近1 5 0 0 万美元投资。 目前世界c e r 年需求量不超过4 亿吨碳，c e r 价格为5 8 美冠吨二氧化碳 ( 近来该价格有所上潦) f 3 ”。我国具有很大的潜力，估计每年减排量可达i 2 亿 吨二氧化碳。我国自2 0 0 4 年6 月3 0 日起施行的清洁发展机制项目运行管理暂 行办法第四条明确规定在中国开展c d m 项目的重点领域是以提高能源效率、 开发年用新能源和可再生能源及回收利用甲烷和煤层气为主。本文所分析的煤矿 风瓦斯即为回收利用甲烷，属于重点领域之列。 2 。2 4c d m 方法对开展治理和耕用煤矿风捶瓦斯项目的意义 目前，我国煤矿风排瓦斯由于利用技术的欠缺、项目资金的匮乏和市场规模 小等因素的限制不能得到利用，不仅浪费了大量宝贵的清洁能源，同时也对全球 气候变化产生不利的影响。这些不利因素，曾让我国煤炭业内人士一筹莫展，但 如今随着c d m 的提出，不仅能给我国治理和利用煤矿风排瓦斯提供良好的环境 与机遇，同时也带来了国外先进的科学技术、部分的项目资金以及难得的国际合 作机会。 我国治理和利用煤矿风排瓦斯涉及到企业、科研、金融、服务等多个领域， 其中作为产业化发展的四大要素技术、资本、市场、人才的优劣直接影响到 它的发展进程。c d m 能够在这四个要素方面给予支持，创造了治理和利用煤矿 风排瓦斯项目发展的空间与机遇。 c d m 是基于项目层面的温室气体减排机制，我国能通过与京都议定书 附件1 国家的这种项目级合作，获得先进的瓦斯利用技术，获得实现减排温室气 体所需的资金甚至更多的投资，从而促进我国煤矿风排瓦斯综合利用水平的提高； c d m 使煤矿风排瓦斯综合利用项目的市场从国内延伸至国外，不仅使产品市场 扩大化，同时也对市场的规范化、成熟化起到积极的作用；c d m 项目的开展注 定是多国、多专业、高水平人才的交流与合作，这为煤矿瓦斯综合利用c d m 项 目的顺利开展提供人力资源方面的保证，电将带动我国该链条中各行各业人员水 北京化工大学硕士学位论文 平的普遍提升。 从国内外煤矿瓦斯利用途径来看，较高浓度的煤矿瓦斯( 6 0 ) 可以通过净 化提纯技术达到常规天然气标准，可作为替代天然气发电、化工等用途；而中等 浓度瓦斯( 3 0 6 0 ) 可以民用、发电或是作为工业燃料；低浓度瓦斯( 2 5 。因此这种选择也是不可行的。 类似项目三、 本文所提出