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消除全球天然气燃除前景可期

来源:[互联网]    发布时间:2021-02-20

2019年全球天然气燃除量为1500亿立方米,创10年来最高纪录。天然气燃除既浪费资源又破坏环境,各大组织和国家积极推动2030年“零燃除”倡议,发达国家及国际大公司已率先迈出积极步伐,发展中国家特别是消费国也任重而道远,未来更多国家及企业或将更积极响应倡议,实现绿色、可持续发展。

天然气燃除浪费多危害大

天然气燃除是指石油等资源开采过程中,由于没有足够的设施或缺乏适宜的地质条件,在无法将伴生天然气重新注入地下、现场利用或输送到市场的情况下,不得不燃烧或放空的情况,造成燃除的主要原因是技术、监管和经济性限制。目前,全球天然气燃除每年排放二氧化碳4亿吨,不仅造成资源的浪费,而且造成二氧化碳和未完全燃烧的甲烷对环境的破坏。

业界普遍认为,天然气燃烧和排放伴生气会使温室气体(GHG)排放显著增加,并对环境产生负面影响。伴生气是原油浮到地表时释放的各类碳氢化合物的混合物,长期以来,天然气厂生产、油气井钻井测试及各种紧急情况下,对天然气管道进行天然气燃烧和放空。

20世纪70年代初以来,由于天然气价格上涨,各国政府和业界注意到伴生气的潜在经济效益,开始减少天然气的燃烧和放空量。然而,只有少数产油国大幅减少了伴生气的燃烧和放空量,在大多数地区,随着石油产量的增加,天然气燃除火炬和放空量继续上升。

2019年,全球天然气燃除量由2018年的1450亿立方米增至1500亿立方米,同比增长3.4%,相当于南非地区天然气年消费总量。如果这一数量的天然气用于发电,可提供电力7500亿千瓦时,或者采用其他天然气利用方式进行生产或保存(再注入地层)。通常情况下,每采出1吨石油,伴生气产量在几十立方米至几百立方米之间。在全球范围内,天然气燃除的做法较为常见,尤其是在美国、俄罗斯和伊拉克等油气生产国。以美国为例,2019年,美国二叠纪地区的天然气燃除创历史新高,主要原因是运输管道容量不足,在油气开采及生产过程中无法将伴生气和多余的天然气进行存储或外输。以尼日尔为例,尼日尔三角洲的大量上游开发项目存在天然气燃除情况,且长期得不到改观,对该国经济造成巨大损失。造成这一浪费现象的原因是多方面的,但主要是该国对天然气项目的投入严重不足、对企业的浪费行为缺乏有力监管。

数据显示,美国、委内瑞拉和俄罗斯是天然气燃除量增长前三位的国家,年增长分别为23%、16%和9%。2017年以来,睿咨得(Rystad Energy)一直对美国二叠纪地区的天然气燃除水平进行监测。2018年四季度至2019年二季度的9个月中,该地区燃除的天然气量平均为1700万立方米~1800万立方米/日。随着二叠纪地区石油产量持续上升,伴生天然气产量也不断增加,由于该地区石油和天然气管道运输能力严重不足,其燃除量不断上升。2019年三季度,该地区天然气燃除和排放量达历史最高水平,平均为2100万立方米/日。

2017~2019年,俄罗斯、伊拉克、美国和伊朗为全球天然气燃除量前四位的国家,合计燃除总量占全球总量的45%。同期,其他石油生产国的天然气燃除量减少了90亿立方米,降幅为10%。2020年一季度,全球天然气燃除量同比下降10%,30个主要国家均下降。日前,巴西国家石油公司旨在通过海上液化天然气装置来处理天然气,进而更好地利用油田伴生气。该公司计划,到2025年使温室气体排放量减少30%至50%,并寻求到2030年常规天然气燃烧的排放量降至零的路径。

各类机构及各国积极响应“零燃除”倡议

在2015年的巴黎气候变化大会上,联合国和世界银行以避免资源浪费和保护环境为出发点,联合发起“到2030年实现常规天然气零燃除”倡议。世界银行倡导的全球减少天然气燃除合作伙伴(GGFR)致力于与各国政府及相关行业合作,以解决天然气燃除这一棘手问题,目前世界银行在许多天然气燃除量较高的国家开展工作,帮助制定政策和法规,并争取各国政府和企业做出更多承诺,以期在2030年实现常规天然气“零燃除”。减少天然气燃除可以用许多不同的方式来代替燃烧并造福当地居民,例如可以为最需要的人提供能源、燃料发电、为取暖或烹饪提供液化石油气(LPGs)、用作石油化工原料及通过出口创收。另外,对国家和公司来说,其主要意义在于:一是进行更好的资源管理,二是进行环境友好型的油气生产,三是打造负责任的国家形象,四是提升区域影响力,五是对巴黎气候协定做出贡献,六是有助于吸引有经验的石油行业投资者,七是促进天然气货币化的创新,八是拓展交流及金融互助机会,九是为参与国或公司未来发展提供环境和机会。

日前,BP和壳牌发布联合申明,表示两大公司已经敦促得克萨斯州能源监管机构停止该州油气田进行常规天然气燃除,并确立2025年前彻底停止燃除的目标。两大巨头认为,得克萨斯州有必要也有机会追求常规天然气燃烧降至零,为美国其他州树立榜样。

响应倡议的相关政府,要为上游开发企业提供法律、监管、投资和运营环境,为公司提振信心并给予激励。各国政府将要求上游企业新油田开发计划要包括可持续利用或保护油田伴的生气资源,同时努力确保现有油田的常规天然气燃除工作在2030年前清零。响应该倡议的石油公司将每年对其天然气燃除情况和“零燃除”进展发布公开报告,并由世界银行汇总并发布。响应倡议的政府和石油公司应当共同致力于消除全球范围内的常规天然气燃除,确保新油田开发中不进行常规伴生气燃除。此外,他们将积极解决原有油田的伴生气燃除问题,以尽早减少或取缔燃烧行为。“零燃除”倡议并不具备法律约束力,政府在推进燃除和放空的减少方面应起到政策影响作用。该倡议能够对参与响应该承诺的国家政府及石油公司打造正面形象、提升知名度起到积极作用。目前,已有超过80个国家的政府和公司做出承诺,包括32个国家的政府、39家国际或国家石油公司及15家开发机构,涉及的全球天然气燃除量超过60%,主要涉及北美、欧洲、俄罗斯及部分中东国家和地区。据卫星数据显示,全球响应倡议的生产商超过60%。越来越多响应者加入一个日益壮大的全球联盟,展示强大的环境领导能力和有效的自然资源管理能力。

目前亚太地区主要消费国政府及国家石油公司鲜有出现在世界银行的倡议响应者名单中。一是日本、韩国等国内油气资源较少,燃除问题并不突出;二是亚太发展中国家的国内油气企业由于技术、地质条件等限制,解决燃除问题的措施有待进一步加强。在发展中国家减少燃烧和排放量方面,管制可以且应该发挥重要作用,建议各国政府制定政策,建立独立于受管制运营商之外的监管机构,以避免利益冲突现象发生。此外,应采用明确和高效的操作流程,并提供足够的资金,以便强制要求企业遵守法规,同时还应制定透明的天然气燃烧和放空申请及批准程序。

消除天然气燃除的难度较大

此前,各方对于天然气燃除的监测缺乏有效方式。目前,GGFR与美国国家海洋与大气管理局(NOAA)及科罗拉多矿业学院合作,利用2012年发射的一颗卫星上装载的先进的传感器,对全球石油和天然气设施的天然气火炬释放的热量及红外辐射进行探测,科罗拉多矿业学院和GGFR对这些红外辐射进行量化,并使用国家级标准对其进行校准由第三方数据供应商Cedigaz收集的数据,用于对全球天然气燃烧量进行可靠估计。

数据和实践证明,天然气燃除将是一个长期存在的问题。对大部分国家而言,手段不经济给燃除问题的解决带来了较大困难。在全球范围推行2030年“零燃除”的计划,是因为实现“零燃除”不是一蹴而就的,通过计划和安排达到停止常规天然气燃除需要较长时间。特别是新冠疫情及随之而来的经济不景气,会对能源的可持续发展带来冲击,“零燃除”面临挑战。但随着技术的进步、法律法规及基础设施的完善,各国将在减少天然气放空方面迈出坚实的步伐,目前几乎所有大型国际石油公司都已响应倡议,自愿参与该计划。

中国天然气回收利用迈开大步进步

中国作为发展中开放经济体,在全球经济治理体系中具有较大影响力。由于中国的天然气产业发展较发达国家起步晚,目前对于天然气燃除问题的解决还处于探索阶段。目前,我国主要采用压缩天然气、液化天然气、吸附天然气、天然气水合物、用于电力制造的天然气、溴化锂为能源的直燃机,以及天然气生产信息化技术等方式处理放空天然气。但对于地方上产出的天然气,我国有待进一步提升消除天然气燃除或回收利用率,实现经济效益最大化并加大环境保护力度。以长庆油田苏里格天然气处理厂、青海油田等为代表的油气田企业正积极对天然气燃除、放空技术优化等进行探讨和试验,并取得较大进步。

2021年,中国消费及生产将不断扩大,随着技术进步、市场发展和基础设施的完善,中国对天然气燃除问题的有效解决充满信心。

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