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火炬气只能烧掉?看DNV GL如何挖掘其价值

2016-05-20 Danielle 石油圈
面对油气生产现场普遍的火炬气燃除现象,DNV GL公司趁低碳环保火热之势,研究如何收集利用这些火炬气,获得经济和环保的双重收益。

 石油圈出品  作者: Martin Layfield  编译: 朱丹  网址: www.oilsns.com 

每年燃烧或直接排放到大气中的火炬气大约占全球天然气产量的5%,共计约1.1~1.4千亿立方米(BCM),相当于2013年中美洲和南美洲天然气消费量的总和。据世界银行估计,燃除1.4千亿立方米火炬气将释放超过3.5亿吨的二氧化碳进入大气。如果用这些火炬气来发电,可以生产7500亿千瓦时/年的电量,超过整个非洲的年消耗总量。
将这些燃烧或排放的气体收集起来,不仅减少了环境污染,也为开发商们增加了一个额外的收入源。世界银行的“2030年零天然气燃除”倡议呼吁政府和企业在未来15年内实现这一目标。为了结束天然气燃除、解决气候变化问题,DNV GL开始了 “火炬气经济性收集净化”的研究,寻找替代解决方案,并评估其可行性和相应的潜在收入。
相关概念性研究是基于陆上北达科他州、阿尔及利亚、俄罗斯以及越南近海这4个现有石油和天然气油藏展开的。根据不同地区不同的气体容量、燃烧速度、地理位置和现场条件进行一系列的建模技术研究。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

明确技术难点

许多外界因素会影响火炬气的燃烧排放。现有的解决方案仅在大规模应用上比较成熟,很少有技术针对小规模的商业应用。这可能是由于在某种程度上油气行业的气体收集技术及经济可行性都还不够成熟。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

另外,也可能是天然气的处理及运输设施的改造成本过于昂贵。由于全球范围内没有针对碳排放制定经济上的惩罚措施,而收集火炬气带来经济利益有限,尤其是在发展中国家。此外,不同的地区需要不同的技术、不同的管理方法以及不同的利益驱动,各自也存在一定的局限性,以及不得不考虑的开发实施资金来源问题。
一旦有了碳排放法规,人们就会有更多的动力去收集火炬气,减少燃烧量。在美国,政府通过缩减开发商此类项目中标量的方式来限制火炬气燃放。自研究初期,DNV GL就通过针对众多的不同公司制定不同技术的方法来建立其技术市场。因此,各种各样的新技术不断涌现。北达科他州石油委员会已经制定了降低火炬气燃烧的目标:2014年第四季度降低到天然气总量的26%,2015年第一季度降低到23%,2016年第一季度到15%,在2020年第四季度达到10%甚至可能是5%。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

技术解决方案

燃烧火炬气会向大气中排放有毒气体及温室气体,严重危及当地社区的环境和人员健康,引发全球气候变暖。
在很大程度上,技术措施的实施是由火炬气的流量、组成成分以及距离交易市场的距离来确定的,不同技术的可行性不同。在概念研究中,DNV-GL考虑了19种不同转化方法的经济可行性。这些方法分别针对不同的流速、组成成分及到交易市场的距离来确定的。在该研究过程中,通过考察150家以上的供应商/销售商以及他们的技术,研究最低成本的运输方式,来将火炬气转化为价值更高的产品。每家公司都能够针对自己的实际情况来生产出更有价值的替代产品,如氨、乙醇、天然气合成油和氢气。
最近的技术研究则在解决如何使市场与天然气源距离更近的问题,以及现场收集的方法。这包括海水淡化、天然气发电、液化石油气和天然气凝析液生产、炭黑工艺。此类技术措施和运输方法的探索也可以应用于解决偏远地区对基础设施的需求、小规模运行闲置气田、收集排放气体等领域上。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

在北美的部分页岩气藏地区,还要经受基础设施匮乏、勘探及生产活动区偏远的挑战,占天然气总量高达30~40%的火炬气正在被燃烧浪费。然而建立基础的交通设施往往花费资金过大,因此更加经济灵活的处理方案才具吸引力。当地居民可开发火炬气的价值,增加收入。陆上页岩气开采压裂过程中会使用并产出大量的水。对产出水进行脱盐可以用作当地社区的水源。虽然一些解决方案还不够成熟,短期内无法实现,但目前已经可以成熟应用的有微液化天然气、压缩天然气、天然气水合物,以及天然气转换方法,都具有各自显著的优点,这也是推动减少火炬气燃烧的关键。
目前正在探索的先进技术有许多,在美国针对小规模的天然气收集也已趋于成熟,很多已经到了试点阶段。然而,其他地方却很少使用此类技术。这类技术上的突破创新在很大程度上依托了美国的页岩气产业,在Bakken盆地有许多的气井通过与现有的燃气网络对接实现了低成本的燃除。这些更容易进入钻探领域的富气被用于生产丙烷、甲烷、丁烷、天然汽油,和工业原料乙烷。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

火炬气的未来之路

尽管支持世界银行“2030年零天然气燃除”倡议的声音渐起,但是更好的认识和理解火炬气燃除技术的经济性和实用性是非常必要的,除经营者自我适应以外,还需要政策制定者们给予支持。现有的政策和技术发展重点在于减少碳排放,而非利用待燃烧的气体来造福社会。
如果油气行业认真的考虑停止火炬气燃除,解决气候变化问题,还需要克服非技术性障碍如金融投资、时间和资源保障、完善的监管体系和法律体制等
主要政治力量也将是实施整个计划中的重要部分。尽管一些批评家们对奥巴马政府的气候变化计划坚决反对,但美国依然已在碳减排过程中取得了不小进展。奥巴马在计划中提出,以2015年的水平为计算标准,到2030年发电厂碳排放量将减少掉32%。然而,2005-2013年间发电厂的碳排放量在没有监管部门监督的情况下已经下降了15%。一些批评奥巴马的人抓住可再生能源问题进行攻击,但别忘了天然气仍可作为一个很好的碳基能源来取代煤。鉴于改进天然气生产的过程实现了减排目的,这种对可再生能源增长的呼声应该会增加天然气环保性及可持续性。不止是在美国甚至在全球范围内,利用处理火炬气燃烧问题的契机创造价值,都将进一步推进减排目标的实现。
作者简介:Martin Layfield,拥有Coventry大学的工商管理学位,现任职于DNV GL,是全球天然气价值链的领导者,有超过25年的油气行业经验,超过10年的DNV GL工作经验,主要研究行业相关的解决方案、合同管理等,善于处理多重国际客户关系。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns
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