Наши аккаунты в соцсетях.
Подпишитесь, чтобы быть в курсе последних новостей развития высокотехнологичной экологии.
#экотрансформация
#экотехразвитие
#промышленность
#климат
Примеры оптимизации выбросов парниковых газов в нефтегазовой отрасли.
Нефтегазовый сектор будет играть важную роль в глобальном энергетическом переходе, и то, под каким углом он будет смотреть в будущее, является вопросом стратегии, престижа, инновационности и выручки.
Авторы статьи.
Сотрудники Центра исследований и экологического инжиниринга по разработке инженерных решений для городов и зданий.
Нефтегазовой промышленности для сохранения своей релевантности на десятилетия вперед необходимо уже сейчас принимать решительные меры по достижению целей устойчивого развития. На деятельность этой отрасли приходится 9 процентов всех антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ), а на топливо, которое она добывает и производит – более 30. [1]
На пяти рынках, исследованных Глобальным альянсом устойчивых инвестиций, — Австралии и Новой Зеландии, Канады, Европы, Японии и Соединенных Штатов — в начале 2020 года активы в области устойчивых инвестиций достигли 35,3 трлн долларов, что составляет треть от общего объема инвестиций. В том же году на саммите ООН по климату альянс крупнейших в мире пенсионных фондов и страховых компаний, активы которого составляют 2,4 трлн долларов, обязался достичь углеродной нейтральности к 2050 году. [3]
Вместе с тем технологии возобновляемых источников энергии становятся все менее дорогостоящими. В Соединенных Штатах в период с 2011 г. стоимость солнечной энергии упала более чем на 70 процентов, а стоимость ветряной – почти на 60. К 2025 г. во многих регионах мира эти два источника смогут составить конкуренцию производству электроэнергии, которое основано на природном газе.
В игру вступают и другие силы. По данным Всемирного банка, за четыре года (2017-2021) государственные системы налогообложения и региональные рынки квот на выбросы стали регулировать на 7 процентов больше выбросов от общего числа (было 15, стало 22). [4] Более того, многие европейские страны на данный момент разрабатывают свои планы в области энергетики и климата, в рамках которых будут устанавливаться целевые показатели по снижению углеродного следа национальных экономик.
Для нивелирования последствий изменения климата нефтегазовому сектору необходимо сократить свои выбросы по меньшей мере на 3,4 гигатонны эквивалента углекислого газа (CO2 экв. Гт) в год к 2050 году. Очевидно, что достичь этой цели было бы легче, если бы потребление нефти и газа было сокращено. Однако, даже если спрос на эти источники энергии не снизится, по оценкам правительства США, нефтегазовые компании все равно смогут позволить себе снижение уровня своих выбросов, а цена их сокращения на одну тонну CO2 экв. будет ориентировочно составлять менее 50 долларов. [5] Более того, внедрение новых технологий поспособствует ускорению дальнейших разработок в данной области и ускоренному снижению затрат на борьбу с загрязнением воздуха.
Мировые выбросы ПГ по секторам. Источник: OurWorldinData
В каждом отдельном случае конкретные пути решения экологических проблем зависят от таких факторов, как географическое расположение компании, структура ее активов, а также политика страны, где ведется операционная деятельность (нормативные акты, налоги на выбросы парниковых газов, доступность возобновляемых источников энергии). Многие предприятия уже внедрили методы, которые могут существенно снизить выбросы парниковых газов. На практике выяснилось, что процесс декарбонизации не обязательно должен быть дорогостоящим.
Одним из методов декарбонизации является осуществление инициатив, суть которых заключается в использовании природных механизмов: к примеру, захват ПГ с помощью морских растений и деревьев, которые снижают концентрацию парниковых газов в воздухе (поглощают около 2,4 миллиарда тонн CO2 в год). [6]
Так, итальянский энергетический гигант ENI объявил о программах по высадке более 80 тысяч квадратных километров лесов в Африке (для сравнения – это в 4 раза больше площади Уэльса в Великобритании и почти в два раза больше площади Московской области в России). Другие компании все еще изучают, как финансировать подобные проекты. К примеру, Shell предлагает нидерландцам возможность самим оплачивать компенсацию выбросов от того количества топлива, каким они заправляют свои автомобили на АЗС. Считается, что к 2030 г. стоимость технологий поглощения в зависимости от источника и цели поглощения будет варьироваться от 6 до 120 долларов США за тонну CO2e.
Любая компания может инвестировать в декарбонизацию. Однако, решения для добывающих (апстрим) и перерабатывающих (мидстрим) предприятий, а также компаний, осуществляющих реализацию и применение нефтепродуктов (даунстроим) серьезно отличаются.
Любая компания может инвестировать в декарбонизацию. Однако, решения для добывающих (апстрим) и перерабатывающих (мидстрим) предприятий, а также компаний, осуществляющих реализацию и применение нефтепродуктов (даунстроим) серьезно отличаются.
Апстрим – уменьшение углеродного следа на этапе добычи нефти и газа.
Две трети выбросов нефтегазового сектора приходится именно на добычу полезных ископаемых. Ниже описаны способы, с помощью которых нефтяные и газовые компании могут уменьшить свой углеродный след.
Диверсификация источников энергии. При добыче можно использовать технологии локальной выработки возобновляемой энергии для обеспечения экономически эффективной альтернативы дизельному топливу. Заменив генераторы солнечными батареями, компании не только значительно сократят выбросы, но и при должной эксплуатации окупят свои инвестиции в течение нескольких лет. Также эффективным решением представляется подключение береговых или прибрежных буровых установок и платформ к общей электросети, как сделала Equinor в случае с месторождением имени Йохана Свердрупа, расположенным в 140 километрах от берега. Если бы добывающие компании генерировали энергию из ВИЭ, это могло бы привести к сокращению выбросов до 720 т CO2е в год к 2050 году, а цена сокращения на одну тонну составила бы около 10 долларов.
Сокращение неорганизованных выбросов. Компании могут сократить выбросы метана путем усовершенствования систем обнаружения утечек и ремонта, оснащения предприятий установками для рекуперации паров, а также таких технологий, как двойные механические уплотнения на насосах, сухие газодинамические уплотнения и комплекты углеродных уплотнительных колец на штоках клапанов. Сокращение утечек приведет к более эффективному улавливанию газов, которые можно использовать в коммерческих целях.
Сокращение вероятности неконтролируемого сжигания топлива за счет повышения надежности. В некоторых случаях 70 процентов всех выбросов от факелов приходится на неконтролируемое сжигание. Проведение профилактического обслуживания и замены оборудования – один из способов повышения надежности. Подобные решения позволят не только сократить выбросы, но и увеличить производство за счет более разумного использования попутных газов.
Сокращение обычного сжигания в факелах за счет усовершенствования дополнительной переработки газа и инфраструктуры. Хотя сжигание на факелах неизбежно, его масштабы иногда могут быть гораздо больше, чем того хотела бы сама компания-оператор. Например, в Пермском бассейне в первом квартале 2019 года сжигалось рекордное количество 661 млн кубических футов в сутки. Решение этой проблемы требует дополнительных мощностей по переработке газа, а также инфраструктуры сбора и транспортировки. Эту проблему решили, построив газопровод Gulf Coast Express, который был введен в эксплуатацию в сентябре того же года. Увеличение пропускной способности ведет как к снижению выбросов, так и к увеличению прибыли оператора.
Увеличение улавливания, использования и хранения углерода. Хотя и ожидается, что эта технология сыграет незначительную роль в общей декарбонизации сектора, нефтегазовые компании все еще могут существенно повлиять на ее внедрение и развитие. В коммерческой эксплуатации находится 21 крупномасштабный объект улавливания ПГ, еще 3 находятся в стадии строительства и еще 41 находится в стадии разработки. Существует также ряд демонстрационных и пилотных проектов. В совокупности строящиеся и действующие установки могут улавливать и хранить около 130 млн т CO2е в год. Общая мощность улавливания может увеличиться в 200 раз к 2050 году. На этом рынке нефтяная промышленность имеет все шансы занять лидирующие позиции, поскольку она уже использует подобные технологии при методе повышения нефтеотдачи пластов (EOR). Добыча нефти таким способом наносит меньший вред окружающей среде.
Одним из методов декарбонизации является осуществление инициатив, суть которых заключается в использовании природных механизмов: к примеру, захват ПГ с помощью морских растений и деревьев, которые снижают концентрацию парниковых газов в воздухе (поглощают около 2,4 миллиарда тонн CO2 в год).[6]
Улавливание обойдется в 20 долларов за тонну CO2е для отдельных процессов в нефтегазовом секторе. На данном этапе развития этой технологии стоит обратить внимание на проект “Чистый газ” в Северной Англии, где консорциум из шести нефтегазовых компаний строит первую газотурбинную электростанцию, полностью оснащенной установками улавливания.
Диверсификация добычи. Компании начинают внимательно присматриваться к выбору своего портфеля добычи. При разработке сложных резервуаров на большой глубине, содержащих нефть с высокой степенью вязкости, разделенных на секции, имеющих высокое давление, в атмосферу выбрасывается в три раза больше ПГ, чем при разработке обычных.
Даунстрим – уменьшение выбросов парниковых газов на этапе производства и использования ресурсов в нефтегазовой отрасли.
Даунстрим операторы также фокусируют свое внимание на таких решениях, как энергоэффективность и электрификация. Однако специфика их деятельности предполагает взгляд на вышеперечисленные способы под другим углом.
Энергоэффективность. Новые технологии сектора даунстрим в данном направлении могут иметь большое значение для всей отрасли. Технология рекуперации отработанного тепла и среднетемпературные тепловые насосы на нефтеперерабатывающих заводах увеличивают эффективность первичной энергии, используемой при дистилляции. Термодинамическая модель использования и замены оборудования может быть оптимизирована за счет, к примеру, почасового отслеживания потребления пара, что позволит сэкономить средства на закупке нового оборудования, а также снизить счета за потребляемую энергию.
Зелёный водород. В последние годы производство водорода с помощью электролиза стало более технически совершенным, а цена на него снизилась. По оценкам Bloomberg New Energy Finance, к 2050 году стоимость водорода может снизиться на целых две трети. Зеленый водород как наиболее экологически чистый тип водородного топлива получают при использовании возобновляемых источников энергии в электролизе. Его альтернатива, голубой водород, производится при использовании паровой конверсии и технологий улавливания, что требует большего количества энергии. Привлекательность того или иного вида водородного топлива зависит от особенностей местной экономики — в частности, от наличия дешевых мощностей для хранения уловленного газа и дешевой возобновляемой электроэнергии.
Зелёный водород – это вполне реальный альтернативный источник энергии для нефтегазовых компаний. Shell совместно с ITM Power, британской компанией, занимающейся хранением энергии и производством экологически чистого топлива, при поддержке Европейского союза строят крупнейшую в мире установку по электролизу водорода на одном из нефтеперерабатывающих заводов в Германии. Выручка будет поступать от продажи водорода нефтеперерабатывающему заводу, который будет использовать его для переработки и модернизации своей продукции.
Высокотемпературный электрический крэкинг. В нефтеперерабатывающей промышленности в некоторых пилотных проектах для обеспечения тепла вместо топливного газа используются электрические катушки. Эта технология все еще находится на ранней стадии развития и не имеет широкого распространения. Кроме того, цена электроэнергии выше цены энергии, полученной при использовании газа. Однако этот способ может себя оправдать, если инвестиции в него будут координироваться с приемлемыми уровнями цен на производство и потребление электроэнергии.
Более экологически чистое сырье в целом. Замена некоторых видов традиционного нефтяного сырья на нефтеперерабатывающих заводах сырьем на биологической основе или переработанными пластиковыми материалами (первоначально путем пиролиза или газификации) также позволила бы сократить выбросы не только Охвата 1, но и в значительной степени Охвата 3.
Нефтегазовый сектор будет играть важную роль в глобальном энергетическом переходе, и то, под каким углом он будет смотреть в будущее, является вопросом стратегии. По мере повышения прозрачности отчетности растут и ожидания. Клиенты, сотрудники и инвесторы уже выделяют лидеров в различных отраслях промышленности, и нефтегазовые компании-визионеры вполне могут возглавить волну глобальных перемен.
Список литературы.
[1] IEA (2022), World Energy Outlook 2022, IEA, Paris
[2] Task Force on Climate-related Financial Disclosures and the CDP
[3] “Investors make unprecedented commitment to net zero emissions,” United Nations Environment Programme, September 23, 2019
[4] “State and trends of carbon pricing 2021,” World Bank Group, May 2021
[5] For deep greenhouse gas emission reductions, a long-term perspective on costs is essential
[6] Gabriel Popkin, “Weighing the world’s trees,” Nature, June 30, 2015
Информационный скаут.
Лицо, осуществляющее поиск полезных материалов путём анализа открытых источников информации.
к.п.н.
Автор проектов и эксперт в области инновационного экообразования и экотехнологического просвещения
Публикуйте свои материалы с выгодой для себя.
Продвижение.
Содействие в продвижении в общеизвестных поисковиках и соцсетях.
Оформление.
Оформление публикации в соответствии с Вашими пожеланиями.
Публикация в журналах.
Оказание помощи в поиске возможности публикации в журналах ВАК и РИНЦ.
Монетизация.
Помощь в поиске вариаций получения выгоды с опубликованных иатериалов.
SILI ecoengineering | Russian intellectual ecotechnical network | Copyright ©