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在LNG供应链各环节减少甲烷泄漏

2022-01-13

LNG是向可再生能源转型的主要过渡燃料,相比煤炭更高效,燃烧时排放的二氧化碳更少。但其主要成分甲烷如果未经燃烧就进入大气,会导致严重的气候变暖问题。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)指出,目前大气中甲烷浓度比过去80万年来的任何时候都要高,在全球气温较工业化前水平上升的1.1摄氏度中,约有0.3摄氏度来自甲烷排放。


1、生产和输送环节的管控相对较为容易。甲烷滑脱涉及LNG供应链中各个环节,其中LNG液化过程是甲烷滑脱最为严重的生产环节。据统计,在范围一[根据世界资源研究所(WRI)和世界可持续发展工商理事会(WBCSD)共同制定的《温室气体协议:企业核算和报告准则》(GHG协议),范围一是直接排放,是指在实体控制范围之内的排放,即企业地理边界内实际向大气排放的温室气体,来源于静止燃烧、移动燃烧、化学或生产过程,或逸出源(非故意释放)。]和范围二[范围二是间接排放,是指除发电以外,在实体控制之下的耗电量所产生的排放,即基于电力、蒸汽、加热及制冷方面的购买行为所产生的排放,但清洁电力不包括在内。清洁电力,主要包括以下四种类型:一是自有电站直供并宣称不主张环境属性;二是自有电站非直供,主张环境属性但自用;三是直购清洁电力并能够证明清洁电力的环境属性归属;四是电网购电并购买等量的环境权益(绿证等)。]的LNG碳排放总量中,大约有40%左右来自天然气的液化过程。据国际能源署(IEA)估计,在现有的液化技术条件下,全球石油和天然气行业可以减少75%左右的甲烷,但前提是严格执行技术标准,加强风险识别预警,并进行全过程管控,对能源企业而言,这将带来一定成本费用的增加。而对于液化和输送过程中直接泄露出来的甲烷,这部分可占到总排放的40%左右,几乎无需额外的处置成本,因为可以通过收集并再次出售天然气的方式,取得经济收益。


2、使用环节还需加大技术创新。使用环节的甲烷泄露主要来自于燃气发动机中未燃烧的碳氢化合物从燃烧室的逸出,这主要是由于非常稀薄的甲烷和空气的混合物中,甲烷无法充分燃烧并通过排气系统滑脱到大气中。其中涉及到的技术因素较多,包括火焰传播动力学、汽缸阀门操作等。目前主要的解决方案主要包括两大类:一是在燃气发动机上安装功率限制系统,将功率限制在最佳的燃料消耗水平;二是通过引进先进的燃烧技术进一步减少发动机的甲烷滑脱现象。但这两类方法都涉及相关技术领域的探索,目前并不具有成熟的商业化推广条件,因此实施难度依然较大。


总体来看,尽管LNG存在碳排放的诸多隐患,但仍然是当前促进能源行业更为环保的重要选择,是能源行业向低碳或无碳转型的重要过渡燃料,只要在LNG的供应链各环节做好过程管控,加大技术创新,LNG的脱碳之路必将机遇大于挑战。


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