Автомобильное топливо

Метан широко используется в качестве моторного топлива для автомобилей. Однако плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20–25 МПа (200–250 атмосфер). Для хранения газа в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.

Метан в нефтегазовой промышленности: источники и методы снижения выбросов.

Почему объектом внимания стал метан? Сильный парниковый газ, потенциал глобального потепления за 100 лет которого составляет 23; атмосферное время жизни приблизительно 12 лет

Второй по важности ПГ, ответственный за 18% климатических изменений. Основной компонент природного газа и ценный источник экологически чистой энергии полного сгорания. Существуют отработанные экономически рентабельные технологии и методы, направленные на уменьшение выбросов метана. Нефтегазовая промышленность является существенным источником (16%) мировых антропогенных выбросов метана.

Основной объем выбросов метана в нефтегазовой промышленности приходится на:

-Природный газ;

-Добыча;

-Переработка;

-Перекачка;

-Распределение;

-Нефтедобыча;

Метан выбрасывается в атмосферу широким кругом источников, существующих в рамках различных технологических процессов и оборудования в нефтегазовом секторе. В связи с этим, важной и актуальной задачей является обеспечение эффективного регулирования учета и отчетности по выбросам метана в нефтегазовом секторе, включая надежную и точную методику расчетов и измерений.

Метан выделяется в процессе производства и транспортировки угля, природного газа и нефти. Кроме того, он образуется в процессе распада органических отходов на муниципальных полигонах ТБО, в некоторых системах хранения навоза сельскохозяйственных животных и в ряде систем очистки агропромышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Контроль выбросов метана дает уникальную возможность не только сгладить изменение климата, но и получить дополнительный источник энергии. Тем не менее, если не будут приняты более жесткие меры по сокращению источников выбросов метана, то к 2030 году их объем увеличится примерно на 45 процентов и достигнет 8522 миллионов метрических тонн эквивалента двуокиси углерода (млн т CO2E).

Производство, переработка, перекачка и распределение нефти и природного

газа в совокупности образуют второй по величине источник антропогенного

(произведенного человеком) метана в мире. Объем метана, выпущенного в

атмосферу предприятиями этой отрасли, составил в 2010 г. приблизительно

1600 млн т CO2E.

Метан выделяется во время нормальной работы, планового технического обслуживания, а также при нарушениях работы систем в нефтегазовой промышленности. Объем выбросов неодинаков и зависит от применяемого процесса и типа оборудования, условий эксплуатации и технического обслуживания, а также состояния оборудования. Хотя природный газ является относительно чистым источником энергии, утечки метана с нефтегазовых систем составляют приблизительно 20 процентов общемировых выбросов метана.

В нефтегазовых системах существует множество возможностей сократить

выбросы метана. Многие мероприятия по сокращению выбросов представляют собой относительно простые изменения условий эксплуатации, способные дать большой эффект при относительно малой стоимости. Возможности сокращения выбросов метана обычно относятся к следующим категориям:

-Замена существующего оборудования. Для сокращения выбросов метана необходима модернизация оборудования. Например, для измерения и контроля параметров температуры, давления и уровня жидкости в нефтегазовой отрасли широко применяются пневматические устройства, работающие от природного газа. Для работы таких приборов необходимо отводить газ по специальному каналу. Тем не менее, приборы с большой пропускной способностью, выпускающие в атмосферу большой объем природного газа, можно модернизировать, уменьшив расход агента, что значительно сократит выброс метана.

- Оптимизация технического обслуживания и рабочих процессов. Изменение и оптимизация технического обслуживания и рабочих процессов поможет значительно сократить выброс метана без особых затрат средств и усилий. Программы адресного контроля и обслуживания оборудования представляют собой высокотехнологичные методики с использованием специального инструментария для поиска и измерения источников выброса метана. Эти программы позволяют определить источник и объем выбросов, что позволяет распределить проекты уменьшения негативных последствий в зависимости от их степени важности, тем самым повышая экономическую эффективность сокращения выбросов. Программы можно применить во всех процессах извлечения нефти и процессах производства, переработки, перекачки и распределения природного газа в любой стране мира.

-Изучение и реализация проектов капитального строительства. Для сокращения выбросов метана в некоторых случаях требуется капитальное строительство нового оборудования и изменение процессов. Резервуары для хранения сырой нефти часто выпускают в атмосферу метан и другие ценные углеводороды. Можно встроить в систему установку сбора резервуарных паров и использовать накопленный природный газ в качестве топлива или для продажи, тем самым практически устранив выброс метана, и с выгодой распорядиться ценными углеводородами.

Во многих государствах существуют резервуары для хранения сырой нефти. Эти резервуары используются для хранения нефти в течение короткого периода времени для стабилизации ее потока между эксплуатационной скважиной и трубопроводом или погрузочным пунктом. Во время хранения легкие углеводороды, растворенные в сырой нефти, включая метан и другие летучие органические соединения (ЛОС), газоконденсатные жидкости (ГЖ), опасные загрязнители воздуха (ОЗВ) и другие инертные газы, испаряются или "мгновенно испаряются" и собираются в свободном пространстве между жидкостью и закрытой крышкой резервуара. Поскольку уровень жидкости в резервуаре изменяется, эти пары часто выходят в атмосферу. Единственным способом предотвращения эмиссии легких паров углеводородов и получения значительной экономии является установка конденсаторов на нефтехранилищах. Конденсаторы представляют собой относительно простые системы, в которых конденсируется около 95 процентов паров с высокой теплотворной способностью. Эти объемы пара можно продать или использовать на производственных участках в качестве топлива. В настоящее время в нефтедобывающей отрасли установлено примерно 8 000 - 10 000 конденсаторов, к которым подсоединено в среднем четыре резервуара.

Партнеры программы Natural Gas STAR получили существенную экономию от конденсации и продажи пара и в то же время существенно сократили эмиссию метана и опасных загрязнителей воздуха. По оценкам партнеров, при достаточном объеме пара, установка конденсатора на один или несколько резервуаров хранения сырой нефти поможет сэкономить до $260 060 в год и окупится через три месяца. В этом отчете серии "Опыт применения" сообщается о том, как партнеры могут правильно определить место и время установки конденсаторов для получения экономических и экологических выгод.

Метан как возможность. Существующие технологии по сокращению выбросов метана являются экономически выгодными. Метан — как попутный газ — можно использовать в качестве источника энергии на собственных предприятиях или продавать. Как подчеркнула М. Эванс, первый шаг в проектах по сокращению выбросов — это анализ утечек метана. Существующие технологии позволяют улавливать легкие фракции в хранилищах сырой нефти, а также сокращать объемы выбросов при добыче, перекачке и переработке газа. М. Эванс отметила, что в США используется автоматическое регулирование и контроль над выбросами метана на скважинах.

Почему следует сосредоточить внимание на мерах по сбору метана и его применению в качестве энергоносителя?

Сокращение выбросов метана несет целый ряд важных положительных моментов в энергетическом, экономическом, экологическом плане и в плане безопасности. Во-первых, метан является газом, вызывающим сильный парниковый эффект; его нахождение в атмосфере носит кратковременный характер, и сокращение объемов метана может привести к значительным результатам в самое ближайшее время. Кроме того, метан является основным компонентом природного газа. Поэтому сбор и утилизация метана дает еще один ценный, чистый (в процессе сгорания) энергоноситель, способствующий повышению качества жизни в районах проживания. Применение метана является доходным и способствует повышению уровня жизни. Производство энергии из регенерированного метана может также помочь заменить энергоносители с высокой степенью выбросов продуктов сгорания, таких как дерево, каменный уголь или нефть. Это позволит сократить выбросы двуокиси углерода, создаваемые конечными потребителями и электростанциями, а также выбросы таких веществ, как двуокись серы (основное вещество в составе кислотных дождей), различных частиц (вызывающих заболевания органов дыхания), а также осуществить мониторинг других загрязняющих воздух веществ.

Метан на рынки: организация проектов по сбору и применение метана.

Целью Партнерства «Метан – на рынки» является выявление и разработка проектов с использованием экономически эффективных возможностей сбора и применения метана. В рамках Партнерства «Метан – на рынки» налажено сотрудничество между правительствами различных стран, частным сектором, банками развития и другими заинтересованными организациями в целях осуществления данных проектов и достижения связанных с ними позитивных изменений в плане климата, экономики и здоровья населения. Кроме того, экономически развитые страны партнеры оказывают помощь развивающимся странам и странам с переходной экономикой в проведении проектов по определению возможностей и увеличению регенерации и использования метана, предоставляя им техническую помощь на основе сотрудничества и способствуя более широкому применению различных технологий.

Партнерство «Метан – на рынки» определило эти отрасли, поскольку в них имеется огромный потенциал сокращения выбросов метана, которые можно провести экономически выгодно с небольшими затратами:

-Сельское хозяйство: В данной отрасли имеются самые широкие возможности для сокращения выбросов, причем свыше 70 процентов всего потенциального сокращения можно обеспечить с небольшими затратами (т.е., от 0 до 30 долларов за MTCO2E). Однако в данном секторе применение более дорогостоящих мер (от 45 до 60 долларов за MTCO2E) не дает значительных дополнительных преимуществ в сокращении выбросов (т.e. менее 4 процентов от стоимости роста затрат на каждую последующую меру).

-Угледобывающая промышленность: Свыше 65 процентов всего возможного сокращения выбросов в данной отрасли можно достичь при увеличении стоимости от 0 до 15 долларов за MTCO2E; после этого возможности снижения будут продолжать оставаться на одном уровне,

несмотря на увеличение средств на проведение таких мер.

-Свалки: В данной отрасли имеются широкие возможности для сокращения выбросов, причем почти 30 процентов мер можно осуществить с минимальными капиталовложениями, составляющими 15 долларов за MTCO2E, но далее при росте расходов от 15 до 45 долларов за MTCO2E возможности сокращения выбросов будут уменьшаться и составят менее 10 процентов от роста стоимости мер. Однако, в этом секторе существуют возможности добиться еще 30-процентного роста сокращения выбросов, проводя меры, стоимость которых оценивается в пределах от 45 до 60 долларов за MTCO2E. Таким образом, с применением мер, стоимость которых оценивается от 0 до 60 долларов за MTCO2E, можно добиться такого процента снижения выбросов, который будет на 76 процентов выше прогнозируемого уровня, что составит самый высокий потенциал снижения выбросов по всем отраслям.

-Нефть и газ: В данной отрасли в плане снижения выбросов метана наблюдаются те же тенденции, что и в свалочном секторе, причем предел за MTCO2E и ниже составляет примерно 500 MMTCO2E, однако этот потенциал возрастает в три раза и более и доходит до 1 800 MMTCO2E при повышении расценок от 0 до 30 долларов за MTCO2E.