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火炬氣只能燒掉?看DNV GL如何挖掘其價值

火炬氣只能燒掉?看DNV GL如何挖掘其價值

面對油氣生產現場普遍的火炬氣燃除現象,DNV GL公司趁低碳環?;馃嶂畡?,研究如何收集利用這些火炬氣,獲得經濟和環保的雙重收益。

每年燃燒或直接排放到大氣中的火炬氣大約占全球天然氣產量的5%,共計約1.1~1.4千億立方米(BCM),相當于2013年中美洲和南美洲天然氣消費量的總和。

據世界銀行估計,燃除1.4千億立方米火炬氣將釋放超過3.5億噸的二氧化碳進入大氣。如果用這些火炬氣來發電,可以生產7500億千瓦時/年的電量,超過整個非洲的年消耗總量。

將這些燃燒或排放的氣體收集起來,不僅減少了環境污染,也為開發商們增加了一個額外的收入源。世界銀行的“2030年零天然氣燃除”倡議呼吁政府和企業在未來15年內實現這一目標。為了結束天然氣燃除、解決氣候變化問題,DNV GL開始了 “火炬氣經濟性收集凈化”的研究,尋找替代解決方案,并評估其可行性和相應的潛在收入。

相關概念性研究是基于陸上北達科他州、阿爾及利亞、俄羅斯以及越南近海這4個現有石油和天然氣油藏展開的。根據不同地區不同的氣體容量、燃燒速度、地理位置和現場條件進行一系列的建模技術研究。

明確技術難點石油圈原創www.h29736.cn

許多外界因素會影響火炬氣的燃燒排放?,F有的解決方案僅在大規模應用上比較成熟,很少有技術針對小規模的商業應用。這可能是由于在某種程度上油氣行業的氣體收集技術及經濟可行性都還不夠成熟。

另外,也可能是天然氣的處理及運輸設施的改造成本過于昂貴。由于全球范圍內沒有針對碳排放制定經濟上的懲罰措施,而收集火炬氣帶來經濟利益有限,尤其是在發展中國家。此外,不同的地區需要不同的技術、不同的管理方法以及不同的利益驅動,各自也存在一定的局限性,以及不得不考慮的開發實施資金來源問題。

一旦有了碳排放法規,人們就會有更多的動力去收集火炬氣,減少燃燒量。在美國,政府通過縮減開發商此類項目中標量的方式來限制火炬氣燃放。自研究初期,DNV GL就通過針對眾多的不同公司制定不同技術的方法來建立其技術市場。因此,各種各樣的新技術不斷涌現。北達科他州石油委員會已經制定了降低火炬氣燃燒的目標:2014年第四季度降低到天然氣總量的26%,2015年第一季度降低到23%,2016年第一季度到15%,在2020年第四季度達到10%甚至可能是5%。

技術解決方案石油圈原創www.h29736.cn

燃燒火炬氣會向大氣中排放有毒氣體及溫室氣體,嚴重危及當地社區的環境和人員健康,引發全球氣候變暖。

在很大程度上,技術措施的實施是由火炬氣的流量、組成成分以及距離交易市場的距離來確定的,不同技術的可行性不同。在概念研究中,DNV-GL考慮了19種不同轉化方法的經濟可行性。這些方法分別針對不同的流速、組成成分及到交易市場的距離來確定的。在該研究過程中,通過考察150家以上的供應商/銷售商以及他們的技術,研究最低成本的運輸方式,來將火炬氣轉化為價值更高的產品。每家公司都能夠針對自己的實際情況來生產出更有價值的替代產品,如氨、乙醇、天然氣合成油和氫氣。

最近的技術研究則在解決如何使市場與天然氣源距離更近的問題,以及現場收集的方法。這包括海水淡化、天然氣發電、液化石油氣和天然氣凝析液生產、炭黑工藝。此類技術措施和運輸方法的探索也可以應用于解決偏遠地區對基礎設施的需求、小規模運行閑置氣田、收集排放氣體等領域上。

在北美的部分頁巖氣藏地區,還要經受基礎設施匱乏、勘探及生產活動區偏遠的挑戰,占天然氣總量高達30~40%的火炬氣正在被燃燒浪費。然而建立基礎的交通設施往往花費資金過大,因此更加經濟靈活的處理方案才具吸引力。當地居民可開發火炬氣的價值,增加收入。陸上頁巖氣開采壓裂過程中會使用并產出大量的水。對產出水進行脫鹽可以用作當地社區的水源。雖然一些解決方案還不夠成熟,短期內無法實現,但目前已經可以成熟應用的有微液化天然氣、壓縮天然氣、天然氣水合物,以及天然氣轉換方法,都具有各自顯著的優點,這也是推動減少火炬氣燃燒的關鍵。石油圈原創www.h29736.cn

目前正在探索的先進技術有許多,在美國針對小規模的天然氣收集也已趨于成熟,很多已經到了試點階段。然而,其他地方卻很少使用此類技術。這類技術上的突破創新在很大程度上依托了美國的頁巖氣產業,在Bakken盆地有許多的氣井通過與現有的燃氣網絡對接實現了低成本的燃除。這些更容易進入鉆探領域的富氣被用于生產丙烷、甲烷、丁烷、天然汽油,和工業原料乙烷。

火炬氣的未來之路石油圈原創www.h29736.cn

盡管支持世界銀行“2030年零天然氣燃除”倡議的聲音漸起,但是更好的認識和理解火炬氣燃除技術的經濟性和實用性是非常必要的,除經營者自我適應以外,還需要政策制定者們給予支持?,F有的政策和技術發展重點在于減少碳排放,而非利用待燃燒的氣體來造福社會。

如果油氣行業認真的考慮停止火炬氣燃除,解決氣候變化問題,還需要克服非技術性障礙如金融投資、時間和資源保障、完善的監管體系和法律體制等。

主要政治力量也將是實施整個計劃中的重要部分。盡管一些批評家們對奧巴馬政府的氣候變化計劃堅決反對,但美國依然已在碳減排過程中取得了不小進展。奧巴馬在計劃中提出,以2015年的水平為計算標準,到2030年發電廠碳排放量將減少掉32%。然而,2005-2013年間發電廠的碳排放量在沒有監管部門監督的情況下已經下降了15%。一些批評奧巴馬的人抓住可再生能源問題進行攻擊,但別忘了天然氣仍可作為一個很好的碳基能源來取代煤。鑒于改進天然氣生產的過程實現了減排目的,這種對可再生能源增長的呼聲應該會增加天然氣環保性及可持續性。不止是在美國甚至在全球范圍內,利用處理火炬氣燃燒問題的契機創造價值,都將進一步推進減排目標的實現。

作者簡介:Martin Layfield,擁有Coventry大學的工商管理學位,現任職于DNV GL,是全球天然氣價值鏈的領導者,有超過25年的油氣行業經驗,超過10年的DNV GL工作經驗,主要研究行業相關的解決方案、合同管理等,善于處理多重國際客戶關系。

作者/Martin Layfield ? ? 譯者/朱丹 ? ? ?編輯/Wang Yue

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甲基橙
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),化學工程與技術專業,長期聚焦國內外油氣行業最新最有價值的行業動態,具有數十萬字行業觀察編譯經驗,如需獲取油氣行業分析相關資料,請聯系甲基橙(QQ:1085652456;微信18202257875)
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