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减排前沿丨减少排放并促进回收利用石油和天然气系统的甲烷

 大城小E 2023-09-01 发布于上海

甲烷是加速全球气候变暖的第二大温室气体。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次气候变化评估报告(AR6)指出“持续减排甲烷可减少全球地表臭氧,有助于改善空气质量,并长期降低地表温度”。近年来,国际社会对全球甲烷减排的关注程度日益增强。2021年在英国格拉斯召开的第26次缔约方大会(COP26)上签署的《格拉斯哥气候公约》中明确要求缔约方考虑采取进一步行动,到2030年减少非二氧化碳温室气体排放,包括甲烷。

全球甲烷行动(GMI)是一项自愿性的多边合作计划,旨在减少全球甲烷排放并推动甲烷作为一种宝贵的清洁能源进行减排、回收和利用。目前在煤炭、天然气和石油生产、加工、运输和分销过程中排放的甲烷是全球第二大人为甲烷来源,该环节2010年向大气中释放的甲烷估计为16亿吨CO2eq,如果不采取更严格的措施减少排放,预计到2030年甲烷排放量将增加约45%,达到85.22亿吨CO2eq。

石油和天然气行业中,在正常操作、日常维护和系统中断时都会排放甲烷。不同设施的甲烷排放量很大程度上取决于工艺和设备类型操作和维护程序以及设备条件。虽然天然气是一种相对清洁的能源,但甲烷损失约占全球甲烷排放总量的20%。图1显示了部分GMI国家石油和天然气行业的甲烷排放量。

甲烷回收及利用方式

天然气供应链中设计的操作排放和无意的逸散排放都属于产品损失,而这些损失是可以通过现成的、具有成本效益的方法和技术来避免的。对于甲烷排放的有效监管是应尽量减少以下三个来源的排放:

设备和部件的“逃逸性”排放,如设备故障导致的泄漏排放;

导致排气的井口作业排放;

正常运行时设备的直接排放。

对于以上来源的甲烷排放,其实可以采取一些相对较容易实现的操作改变和设备升级措施,就能产生巨大的经济和环境效益。因此甲烷回收及利用方式主要分为以下几类:

更换现有设备。

现有设备通过改造来减少甲烷排放,例如将离心压缩机湿密封转换为干密封、改装由天然气驱动的气动装置等。

研究并开展新的建设项目。

安装蒸汽回收装置以捕捉原油储罐中的甲烷和其他碳氢化合物排放,改变运行工艺以减少完井过程中的天然气排放。

改进维护实践和操作程序。

改进维护和操作程序能以相对较少的成本方式大幅减少甲烷排放,例如制定定向检查和维护(DI&M)计划、识别并量化甲烷排放,对减排项目进行优先排序,以实现更高效、更具成本效益的减排。

此外,合理的信息收集和记录保存有助于监管机构的合规检查。在石油和天然气行业的甲烷控制中,主要需要记录以下相关内容:

参考文献:

[1] Mitigating Methane Emissions from the Oil and Gas Industry Model Regulatory Framework.

[2] Oil and Gas Systems Methane: Reducing Emissions, Advancing Recovery and Use.

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