CC BY
259
УДК 621.039.75
Е. Е. Пуртова, А. Е. Корякина*
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, г. Москва, Миусская пл., 9. * e-mail: ak1180148@yandex.ru
ПРИМЕНЕНИЕ НАИЛУЧШИХ ДОСТУПНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО СОКРАЩЕНИЮ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ СТРАТЕГИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ОАО «ГАЗПРОМ».
В статье анализируется опыт и перспективы применения наилучших доступных технологий по сокращению эмиссий парниковых газов, которые позволяют обеспечить устойчивое функционирование газовой отрасли, финансовую эффективность и значительный экологический эффект проектов. Показаны потенциальные возможности по сокращению выбросов парниковых газов компании ОАО «Газпром».
Ключевые слова: устойчивое развитие, выбросы парниковых газов, метан, углекислый газ, наилучшие доступные технологии, сокращение эмиссии, нормирование выбросов.
Развитие цивилизации непосредственно связано с совершенствованием технологий. Научно-технический прогресс позволял значительно снизить негативное воздействие антропогенной деятельности на природные экосистемы. В 2002 г. Правительством РФ была одобрена Экологическая доктрина России. В ней признано, что для обеспечения устойчивого природопользования необходимо
технологическое перевооружение. Устойчивое развитие - это не только фундаментальная установка на развитие мирового сообщества в определенном направлении, но и формирование технологических основ устойчивого развития [1].
В настоящее время происходит плавный переход на новую систему нормирования путём постепенного исключения из практики установления лимитов к технологическому нормированию. Для предприятий, оказывающих существенное воздействие на окружающую среду, предлагается переход на принцип наилучших доступных технологий (НДТ). Переход осуществляется плавно, в течении 10 лет. Такое же время потребовалось для организации этого процесса в Евросоюзе. Для предприятий, не принимающих мер по модернизации производства с целью перехода на НДТ, плата за негативное воздействие увеличится в несколько раз к 2016 году. Для предприятий, внедряющих НДТ, платежи существенно снизятся.
Переход к практике применения НДТ является очевидным преимуществом, так как реально только через технологическую модернизацию можно обеспечить новый уровень производственного прогресса, экологической и социальной безопасности.
Понятие НДТ в документах стран Европейского союза возникло еще в середине 90-х годов, и уже в скором времени Справочники по НДТ начали фигурировать в процедуре выдачи
разрешений предприятий на выбросы, сбросы, размещение отходов. НДТ - это «наиболее эффективная и продвинутая стадия в развитии видов деятельности и связанных с ними режимов эксплуатации, которые указывают на практическую пригодность конкретной технологии в качестве принципиальной основы расчета величин предельно допустимых выбросов, предусмотренных для предотвращения и, если это невозможно, общего сокращения выбросов и влияния на окружающую среду в целом».
Правительство РФ признало важность гармонизации российского экологического законодательства и экологического
законодательства Европейского Союза. Проект «Гармонизация экологических стандартов II» между ЕС и Россией награжден Национальной экологической премией фонда им. В.И. Вернадского в номинации «Глобальная экология» как лучший экологический проект в 2009 году.
ОАО «Газпром» - активный участник формирования устойчивой энергетики России. Становление ОАО «Газпром» как глобальной энергетической компании отражается в реализации корпоративной стратегии устойчивого развития.
В рамках реализации корпоративной стратегии устойчивого развития особое значение занимает не только принятие управленческих решений, но и технологическая модернизация.
Инновационный вектор развития ОАО «Газпром» обеспечивает внедрение НДТ, способствующих повышению
энергоэффективности и экологической
безопасности производства, соблюдению норм экологической ответственности в процессе реализации крупнейших проектов. Применяя НДТ, ОАО «Газпром» последовательно сокращает выбросы парниковых газов в атмосферу, участвуя
в реализации государственной политики в области охраны климата Планеты.
На объектах ОАО «Газпром» основными парниковыми газами, поступающими в атмосферу при эксплуатации технологического
оборудования, являются метан и диоксид углерода.
Расчетным путем установлено, что общий потенциал эмиссии парниковых газов по ОАО «Газпром» за 2010 г. составил более 137 млн т СО2-эквивалента, из них на долю выбросов диоксида углерода приходится 97%, а метана -3%. В целом же величина выбросов парниковых газов (по СОг-эквиваленту) по ОАО «Газпром» составляет 10% от суммарных выбросов в РФ [3].
ОАО «Газпром» является официальным представителем РФ в деятельности «Международного газового союза» (МГС). В рамках работы Программного комитета «Устойчивое развитие» МГС, Исследовательской группы «Сокращение парниковых эмиссий» ОАО «Газпром» осуществляет подготовку отраслевого руководства, включающего перечень технологий о наилучшем опыте по сокращению выбросов парниковых газов. Опыт использования НДТ распространяется на все этапы производственно-технологического процесса - от производства до доставки потребителям. Организационные (управленческие) решения, направленные на сокращение выбросов ПГ также рассматриваются как наилучший опыт.
Практически все НДТ позволяют сэкономить значительные объемы топливно-энергетических ресурсов с одной стороны, а с другой стороны получить экономию денежных средств, и даже дополнительные финансовые преимущества, поэтому рентабельны. Основой рентабельности проектов является сокращение выбросов метана. Представленные технологии включают как восокозатратные, так и низкозатратные технологии.
Рассмотрим более подробно НДТ по сокращению выбросов парниковых газов, применяемых в ОАО «Газпром» [6]:
- Использование мобильных компрессорных станций (МКС) для откачки природного газа из участков магистрального газопровода, подлежащего ремонту.
Техническая и природоохранная ценность проекта заключается в том, что МКС могут быть использованы в северной, центральной и южной частях России, то есть там, где планом капитального и текущего ремонтов предусматриваются работы, связанные с выпуском природного газа в атмосферу. В соответствии с параметрами проекта экономия газа может составить до 1,46 млрд. куб. метров, а сокращение выбросов СО2 - до 21,5 млн. тонн. Срок окупаемости проекта значительно уменьшается за счет появления возможности реализовать единицы сокращения выбросов (в рамках Киотского протокола) по рыночным ценам.
- Использование азотной компрессорной станции (КС) на технологических объектах добычи, транспорта, хранения природного газа.
Азотные КС предназначены для получения из атмосферного газа - азота под высоким давлением для продувок технологического оборудования. Передвижные азотные КС могут эксплуатироваться в различных климатических условиях. Эксплуатация азотной КС серии МА-1.2-95-300 обеспечивает экономию природного газа.
- Внедрение сухих газодинамических уплотнений газоперекачивающих агрегатов (ГПА).
В ОАО «Газпром» находится в эксплуатации более 4 тысяч компрессоров, которые в перспективе планируется модернизировать путем замены масляных уплотнений на «сухие». Система «сухих» газовых уплотнений для нагнетателей потребляет порядка 5 КВт/час энергии, т.е. являются в 10-20 раз энергоэффективнее, чем масляные системы, которые требуют от 50 до 100 КВт/час энергии. Коэффициент эмиссии метана от «сухих» уплотнений нагнетателей ГПА находится в пределах 1,5-3,5 м3/час, в отличие от коэффициентов эмиссии метана от «масляных» уплотнений нагнетателей ГПА мощностью 616МВт, установленные по результатам измерений, которые составляют 1,1-27,5 м3/час.
- Внедрение сменно-проточных частей (СПЧ) к газоперекачивающему агрегату (ГПА)
Новая внедренная сменная проточная часть 3Н6-25-2,2 состоит из трех полнонапорных рабочих колес, устанавливается в существующий корпус нагнетателя и обеспечивает трехступенчатое сжатие. Заданный режим осуществляется одним ГПА при более полной его загрузке, два других ГПА могут находиться в резерве, или один в ремонте, другой в резерве. За счет работы всего лишь 1 турбоагрегата сокращается расход топливного газа, масла, электричества.
- Утилизация попутного нефтяного газа (ПНГ) на объектах добычи природного газа, газового конденсата, нефти.
ПНГ - это ценное углеводородное сырье для получения тепла и энергии. Уровень использования ПНГ составил 86 % (за 2010 г. - 82 %), при этом ООО «Газпром добыча Оренбург», ООО «Газпром переработка» и ООО «Газпром нефть Оренбург» уже используют 100 % ПНГ. В ООО «Газпром добыча Уренгой» ввод в эксплуатацию двух КС, работающих на ПНГ, позволил поднять уровень его использования до 95 %. Осуществление проекта возможно только в рамках реализации механизма Киотского протокола. Выгода проекта в получении дополнительного энергетического ресурса -утилизируемого ПНГ по газу и по конденсату, сокращение размера платежей в результате предотвращения выбросов загрязняющих веществ, которые имеют место при сжигании
ПНГ. А также сокращение эмиссии парниковых газов.
- Утилизация переточного газа в газопровод с применением компрессорной станции на технологических объектах подземного хранения газа (ПХГ).
На объектах ПХГ имеет место скопление природного газа за пределами ловушек. Технология позволяет исключить выброс природного газа в атмосферу и обеспечить круглосуточную утилизацию газа.
- Использование эжекционных технологий на технологических объектах подземного хранения газа (ПХГ) и при подготовке газа к транспорту.
Технология устраняет энергетические потери, улучшает режим работы компрессоров, повышает производительность закачки газа на 10-15%. Удельный расход топливного (природного) газа и электроэнергии на 1000 м3 закачиваемого газа с применением эжектора на 32-34% меньше.
- Устранение утечек метана на технологических объектах газотранспортной системы.
По специальной методике на объектах ОАО «Газпром» выполняется инструментальное обнаружение эмиссий метана с утечками от различных источников путем контактного зондирования и дистанционного обследования поверхности технологического оборудования (потенциального источника утечки) с использованием современных
сертифицированных на международном уровне средств измерений. Своевременное обнаружение утечек природного газа обеспечит его экономию. За счет обнаружения утечек исключается выброс метана как парникового газа.
- Применение возобновляемых источников энергии (ветровые электрогенераторы и электростанции на солнечных батареях) в северных регионах.
Сокращение эмиссии парниковых газов благодаря применению возобновляемых ресурсов энергии станет дополнительным источником кредитования для инвесторов, что позволит достичь очевидного прогресса в эффективном ресурсо- и энергосбережении в газовом секторе России.
- Разработан электронный кадастр выбросов (ЭКВ) парниковых газов с использованием технологий фреймворк (framework), который функционально состоит из следующих разделов: собственно кадастр выбросов, модуль расчета выбросов, модуль формирования отчетности.
Ведение кадастра предусматривает инвентаризацию, учет и контроль эмиссии парниковых газов. ЭКВ обеспечивает выбор экономически-эффективных путей управления выбросами, планирование и реализацию мероприятий по снижению эмиссии парниковых газов и повышению энергоэффективности используемого в Обществе оборудования [3].
Результаты исследований специалистов научно-исследовательского института ООО
«Газпром ВНИИГАЗ», совместно с одним из авторов, показали, что сокращение эмиссии парниковых газов - результат технологических и организационных мероприятий. Сектор транспорта природного газа располагает наибольшими возможностями сокращения парниковых газов. Приблизительно 60 % сокращения парниковых газов можно получить на газотранспортной системе, особенно на компрессорных станциях [3] . В динамике выбросов в 2010 г. отмечается увеличение выбросов парниковых газов по ОАО «Газпром» на 6 млн. т СО2-экв по отношению к 2009 году. Выбросы СО2 увеличились в результате повышения объема добычи и, соответственно, увеличения расхода природного газа на компримирование, а выбросы СН4 сократились на 13% (0,5 млрд.м3) в основном за счет технологических мероприятий, в том числе НДТ, рассмотренных в данной статье.
200 и 187,9
160 120
80 40
I
131,2
137,2
133,4
123,8
2008
2009
2010
2011
2012
Рис. 1. Динамика выбросов парниковых газов ОАО «Газпром», 2008—2012 гг. , млн т СО2-эквивалента
Сокращение объема выбросов в 2011 г. определялось преимущественно мерами по снижению выбросов метана в дочерних обществах ОАО «Газпром», а также некоторым снижением выработки тепловой и электрической энергии в секторе электроэнергетики. В 2012 г. выбросы парниковых газов ОАО «Газпром» составили 123,8 млн т СО2-эквивалента, что на 9,6 млн т (7 %) меньше, чем в 2011 г.
Выбросы сократились в результате снижения расхода природного газа на компримирование в связи с уменьшением объема добычи газа и товаротранспортной работы, а также за счет реализации мероприятий по Программе энергосбережения ОАО «Газпром» на период 2011—2013 гг [4].
За период 2008—2012 гг. выбросы парниковых газов в атмосферный воздух от объектов дочерних обществ ОАО «Газпром» сократились на 34 %.
По прогнозным данным выбросы СО2 будут увеличиваться за счет наращивания мощностей в результате повышения объемов добычи, что приведет к росту расхода топливного газа. Выбросы СН4 будут сокращаться за счет сокращения расхода природного газа на
0
технологические операции в результате реализации ресурсосберегающих мероприятий.
ОАО «Газпром» каждые 2 года подготавливает отчет о деятельности в области устойчивого развития. Подробно ознакомиться с Отчетом можно на сайте ОАО «Газпром».
Успешная реализация стратегии устойчивого развития, повышение экологической безопасности и энергоэффективности деятельности ОАО «Газпром» осуществляется в значительной степени благодаря внедрению инновационных
технических и технологических решений, наилучших доступных технологий.
Все экологически ответственные компании должны придерживаться основополагающего принципа: дешевле предотвратить загрязнение, чем бороться с последствиями.
Инвестиции в НДТ наиболее привлекательны, чем работа на изношенном и неэффективном оборудовании и оплата штрафов за загрязнение окружающей среды.
Пуртова Е.Е. к.т.н., профессор кафедры ЮНЕСКО "Зеленая химия для устойчивого развития» РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Корякина А.Е. магистрант кафедры ЮНЕСКО "Зеленая химия для устойчивого развития» РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Ягодин Г.А., Пуртова Е.Е. / Устойчивое развитие: человек и биосфера. _ М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. - 107 с.
2.Марфенин Н.Н. / Устойчивое развитие человечества. _ М.: Изд-во МГУ, 2006. - 594 c.
3.Ишков А. Г., Акопова Г.С., Круглова Н.Ю., Косолапова Е.В., Сон Д., Форганг Ю. Исследования эмиссии Парниковых газов в ОАО «Газпром»: учет, контроль и наилучшие доступные технологии по их сокращению // Устойчивое развитие: тезисы докл. заседание МГС (Куала-Лумпур, 4-8 июня 2012 г.) - Куала-Лумпур, Малайзия 2012. — с. 4-9.
4.Отчет ОАО «Газпром» о деятельности в области устойчивого развития 2010-2011 гг. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.gazprom.ru/fyposts/13/830510/sustainability-report-2011-ru.pdf (дата обращения: 17.04.14).
5.Экологический отчет ОАО «Газпром» за 2012 г. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.gazprom.ru/fZposts/13/830510/gazprom-environmental-report-2012-ru.pdf (дата
обращения: 17.04.14).
6.Сокращение выбросов парниковых газов» о наилучшей практике для всей цепочки газовой промышленности : аналит. обзор, апр, 2011 / ОАО «Газпром», Всероссийский научно-исследовательский институт газа и газовых технологий - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. - 15 с.
PurtovaElenaEvgenyevna, KoryakinaAnastasiaEvgenyevna.*
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia *e-mail: ak1180148@yandex.ru
BEST AVAILABLE TECHNOLOGIES OF METHANE EMISSION REDUCTION IN USE FOR IMPLEMENTATION OF OAO GAZPROM SUSTAINABLE DEVELOPMENT
The present article analyzes the experience and prospects of implementing the best available technologies of greenhouse gas emissions reduction that ensure sustainable development of the gas industry, as well as financial benefit and environmental efficiency of projects. The text outlines the OAO Gazprom greenhouse gas emissions reduction potential.
Key words: sustainable development, greenhouse gas emissions, methane, carbon dioxide, best available technologies, emissions reduction, emission regulation.
