石油公司天然气低碳开发策略及减排探讨(2)

2 天然气开发过程温室气体排放管控

2.1 天然气生产过程碳排放核算及特征

天然气中主要组分为烃类化合物，烃类组分含量在60%～90%，含量最多的是甲烷。甲烷相比二氧化碳具有更强的全球增温潜力，20 a增温潜势是二氧化碳的84倍，100年增温潜势是二氧化碳的28倍[7]。自2005年起美国天然气产量剧增，引发了人们对于气候影响的担忧，据2018年美国环境署(EPA)排放清单[12]，甲烷排放占总排放10%，天然气系统的排放位列甲烷排放的第二位。近年来很多学者通过实地监测，发现实测数据比EPA清单估算数值更高，Ramón等[13]通过设施级别实测法得出美国油气行业中甲烷的排放量比EPA估计高出60%，主要差距在于异常工况引起的排放。

在国内，依据《中国石油和天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》[14]，天然气企业设施逃逸和工艺放空甲烷排放因子缺省值均高于石油企业，如井口装置，天然气系统气井的设施逃逸排放因子是2.50 t/(a·个)，油井的是0.23 t/(a·个)，相差10.9倍。但该指南中天然气系统的排放因子还存在较大的不确定性，据刘明礼等[15]对四川气田管输系统天然气进行天然气泄漏检测，2001年平均每个站场年泄漏量1 823 m3，换算为场站1.3 t/(a·个)，远低于国家指南中排放因子增压站85.05 t/(a·个)和计量站31.5 t/(a·个)。

甲烷逸散排放主要产生于天然气工艺中的生产、处理、集输、存储及分销过程[16-18]，据2019年美国石油和天然气系统排放清单[17]，甲烷排放在陆上生产中所占比例最高，为49%，其次是天然气收集和增压环节占25%，在天然气分销、天然气输送、天然气处理、离岸生产和地下储气库也均有排放，如图2所示。组件级排放的环节主要集中在天然气生产过程的返排过程、化学注剂泵、气动阀门、组件泄漏、吹扫放空等。在2019年美国排放清单中，甲烷最大排放源来自于气动装置，占比为33%，其次是天然气脱水和设备泄漏，分别占14%和13%，吹扫放空和储罐也占总排放的9%和8%，如图3所示。甲烷排放量主要与生产工艺、流程，设备情况和管理水平有关。

图2 2019年美国天然气行业甲烷主要排放环节及占比[17]

图3 2019年美国天然气行业设备级甲烷排放分布及占比[17]

2.2 石油公司甲烷减排策略

一是开展减排合作，达成共赢。近年来有多家关于甲烷减排的国际合作组织相继成立，主要包括“油气行业气候倡议组织”、《甲烷减排指导原则》(MGP)伙伴关系、“全球甲烷行动倡议”和“气候与清洁空气联盟”等，旨在通过集体行动，优势互补，推动整个油气行业减排。2014年包括BP、道达尔、沙特阿美和壳牌等在内的九大石油公司宣布成立的油气行业气候倡议组织(简称OGCI)，致力于推动整个油气价值链中甲烷排放量的大幅减少，帮助成员公司为《巴黎协定》的目标做出贡献。自2017年起，BP、壳牌、道达尔、北京燃气等23家公司签署了《甲烷减排指导原则》(Methane Guiding Principles)，该原则编制了一套10项最佳实践指南和最佳实践工具包，旨在减少整个天然气供应链中甲烷排放。除此之外，EPA的“全球甲烷行动倡议”(Global Methane Initiative，GMI，2004年成立)和世界银行发起的“全球火炬消减计划”(Global Gas Flare Reduction，GGFR，2002年成立)也是致力于甲烷减排的多边合作计划，促进成员的甲烷减排项目开发，消减油气行业火炬产生的碳排放和环境影响。

二是设立温室气体及甲烷减排目标。设置碳减排目标可以加速推动公司向低碳转型。2020年OGCI成员公司中已有BP、壳牌、道达尔、埃尼、雷普索尔公司(Repsol)、挪威国家石油公司(Equinor)、西方石油公司(Occidental)7家成员响应2050年“净零排放”，设立相应的温室气体减排目标，降低自身能源产品碳排放强度并减低甲烷排放强度，如表2所示。通过两年的努力，OGCI成员上游甲烷强度已由2017年的0.3%下降至2019年的0.23%[19]。中国石油(CNPC)和中国石化(Sinopec)也提出了各自的低碳目标，为中国实现“碳达峰”和“碳中和”主动担当作为。

表2 石油公司减排目标公司名称温室气体减排目标甲烷减排目标英国石油公司BP[20-21]到2050年或之前,生产及其他运营环节碳排放绝对量为零,产品的碳排放强度降低50%到2023年,在主要的石油和天然气处理厂安装甲烷测量装置,并将作业的甲烷强度降低50%,2025年的新甲烷排放强度降至0.20%壳牌Shell[22]2050年实现近零排放。到2035年减少能源产品碳排放强度30%,到2050年减少50%2025年甲烷排放强度降至0.2%道达尔Total[23-24]至2050年或之前,全球业务实现净零排放,至2050年客户所使用能源产品的平均碳排放强度降低60%或以上(低于27.5 gCO2/MJ)2025年甲烷排放强度降至0.2%以下,天然气业务降低到0.1%埃尼 Eni[25]到2050年将生产和销售产品的温室气体排放量减少80%2025年甲烷逸散排放量降低80%雷普索尔公司Repsol[26]到2040年之前实现运营和能源使用排放的净零,并希望在2035年之前实现到2025年甲烷排放强度降至0.25%以下中国石油 CNPC[27]2050年实现净零温室气体排放2025年甲烷排放强度再降低50%中国石化Sinopec[28]到2023年,减排CO2 1 260万t,捕集CO2 50万t/a,封存CO2 30万t/a2018—2023年,回收利用甲烷2亿m3/a

文章来源：《天然气工业》 网址: http://www.trqgyzzs.cn/qikandaodu/2021/0610/1281.html