Загрузить:    Word    PDF

Природный газ

Утечки трубопроводов нагревают нашу планету?

1. Трасса трубопровода – вид с вертолета. Сам трубопровод в 1,5 м под землей. © LA
Нажмите для увеличения! (120 K)
 
 

Природный газ часто рекламируется как экологически чистый вид энергии, например, в автобусах, использующих газ. Действительно эффективность горения природного газа выше, чем другого природного топлива, и эмиссия парниковых газов на единицу энергии (приблизительно 56 тонн CO₂ на тера-джоуль) ниже, чем нефти, бурового или каменного угля. Природный газ, обычно на 97% – метан, а метан действует как парниковый газ в 23 раза сильнее, чем углекислый газ. Сколько метана попадает в воздух после того, как природный газ будет сожжен на наших электростанциях и в домашних хозяйствах?
 

Команда в составе российского поставщика природного газа Гаспрома, немецкого поставщика E.ON Ruhrgas, Вуппертальского института климата, окружающей среды и энергии, Химического института Макса Планка в Майнце (партнер ACCENT’a), исследовали трубопроводы в России.

 Косвенные эмиссии – транспорт и утечки

Используя автомобили, самолеты, перевозя тяжелые грузы, мы знаем: транспорту необходима энергия. Это касается не только транспортировки грузов, но и транспортировки самих энергетических ресурсов.
 

Большой процент поставки природного газа – от месторождений на северо-западе Сибири, приблизительно на расстояние в 4000 км от Западной Европы.

Чтобы качать газ через трубопроводы в Западную Европу, требуется давление около 75 бар. Каждые 100-150 км установлены компрессорные станции, где газ сжимается и охлаждается для поддержания постоянного давления. Компрессоры также сжигают небольшую часть природного газа и выпускают углекислый газ.
 

Компрессорные станции включают в себя тысячи фланцев (соединительных частей труб), вентилей и связующих звеньев, поэтому есть большой риск утечки газа. Трубопровод состоит из 3-5 труб, установленных параллельно, с запорными вентилеми (названными распределительными кранами), расположенными каждые 30 км.

Могут случаться утечки в распределительных кранах, а также в параженных ржавчиной трубах. В таких местах предусмотрено самосжигание истекающего газа. Помимо этого, имеются и технологические эмиссии: эмиссии от двигателей компрессора и/или от электростанций. Некоторые эмиссии связаны с регулирующими вентилями, выпускающими CH₄ в атмосферу.
 

Наконец, при обслуживании и ремонте сооружений, газ от них (например даже от идеального компрессора) должен иметь выход в атмосферу.

При всех этих процессах эмитируются парниковые газы, т.е. CO₂ или метан. Оценивать количество этих эмиссий важно для энергетической политики и торговли квотами для соблюдения Киотского Протокола.

6. Охладители газа, приборы для сушки газа и сжигающий аппарат на компрессорной станции в Курске. © LA
Нажмите для увеличения! (140 K)
 

 Измерение эмиссии – что было сделано?

Были исследованы 5 типичных компрессорных станций с компрессорами различного вида и различного года выпуска. Многочисленные фланцы, вентили, связующие звенья, здания компрессора, фильтры, приборы для сушки и т.д., которые формируют компрессорную станцию, были сначала проверены датчиками утечки, места утечек были отмечены и пронумерованы. Затем, количество газа, выходящего из мест утечки, было измерено под чехлом, накрытом на место возможной утечки, чтобы определить количество выходящего метана за определенное время. 2380 км трубопровода были проверены с вертолета лазерным датчиком утечки.
 

 Результаты

Сначала, измерения позволили оценить скорость эмиссионных утечек. Основываясь на данных измерений и учитывая статистическое распределение по срокам службы компрессоров/вентилей/фланцев и типов компрессоров, используемых Гаспромом, эмиссия газа экстраполировалась по целому коридору – от месторождений газа в северо-западной Сибири – к восточной границе Германии.

Затем предусмотренные эмиссии были вычислены, основываясь на статистистических данных Гаспрома по эксплуатации (число компрессоров, их мощность, скорость эмиссии CO₂, количество ремонтов и объем выхлопов). Так как метан, безусловно, более сильно дейстующий как парниковый газ чем углекислый, их эмиссии были сравнены путем пересчета действия метана и действия CO₂ при помощи так называемого эквивалента CO₂ (1 тонна испускаемого метана эквивалентна 23 тоннам испускаемого CO₂ в шкале времени –100 лет).

68 % косвенных эмиссий приходится на CO₂, выпущенного газовыми турбинами компрессорных станций. 31 % – на метан (21 % от утечек фланцев и арматуры, около 5 % – от утечек при обслуживании и ремонте).

В рассчете эмиссии также учитывалась неопределенность данных, так как данные были получены только от 5 компрессорных станций, а также информация о среднем числе повреждений из отчетов Госпрома. Результаты показаны с максимальной вероятностью неточности (которая соответствует 95%-ной надежности).

В результате можно сделать заключение, что природный газ имеет более низкий уровень эмиссии парниковых газов (прямых + косвенных) на единицу энергии, чем другое природное топливо. Для российского газа он на 18 % ниже, чем для нефти, на 30 % ниже, чем для каменного угля и на 35 % ниже, чем для бурого угля. Дополнительное преимущество газа – более высокая эффективность при сжигании на электростанциях.

Благодарности:

Большое спасибо за фотографии и научные консультации доктору Сергею Ассонову (MPI Майнц) и за материалы и фотографии коллегам из Вуппертальского института климата, окружающей среды и энергии. Все фотографии, отмеченные © LA, взяты от S. Lechtenböhmer и С. Ассонова.

Автор: доктор Элмар Уэрек.

Последнее обновление: 2005-06-06