●本报记者 王钰杰
国际能源署(IEA)近日发布报告称,虽然全球多数国家都做出了加速甲烷减排的承诺,但目前油气行业的甲烷排放量仍接近历史最高水平。如今,国家石油公司的油气产量约占全球油气总产量的一半,其运营决策对甲烷减排前景具有重要作用。目前已有超过30家国家石油公司加入《石油与天然气脱碳宪章》,积极参与甲烷排放管控与伴生气回收专项行动。
甲烷减排现状
国家石油公司拥有全球近60%的油气储量,油气产量约占全球油气总产量的50%,每年产生的甲烷排放量约3500万吨。国家石油公司生产的油气资源中约半数来自已签署《石油和天然气脱碳宪章》或加入石油和天然气甲烷伙伴关系2.0计划(OGMP2.0)的企业。据国际能源署预计,如果这些公司实现甲烷排放目标,全球甲烷排放量将减少近1000万吨/年;如果所有国家石油公司均实现甲烷排放近零目标,全球甲烷排放量将减少3000万吨/年。
目前,国家石油公司甲烷减排方面的表现差异明显。沙特阿美是其中的佼佼者,该公司通过建设伴生气收集处理系统大幅减少了甲烷排放量。如果所有国家石油公司均达到沙特阿美的水平,那么天然气放空燃烧量将减少约600亿立方米,降幅达到90%。
2025年,约10家国家石油公司达到石油和天然气甲烷伙伴关系2.0计划中的黄金标准,即在甲烷排放数据的监测、报告与核查方面达到准确性和透明度的最高水平,如阿布扎比国家石油公司、哥伦比亚国家石油公司、阿曼石油开发公司和马来西亚国家石油公司。
国家石油公司往往拥有国家层面的任务与使命,这既为甲烷减排带来挑战,又创造了新机遇。一方面,国家石油公司的收入在公共财政中占较大比重,可用于支撑社会保障和基础设施建设。如在阿塞拜疆、科威特和沙特,国家石油公司贡献的收入占国内生产总值的1/3以上,为甲烷减排提供了充足的经济支持。但另一方面,国家石油公司在获取商业融资方面往往面临政策限制,部分公司甚至背负高额债务,如墨西哥国家石油公司负债超过1000亿美元,安哥拉、印尼、尼日利亚、泰国的国家石油公司资产负债率均超过50%。
能源咨询公司伍德麦肯兹的数据显示,在第三世界国家油气行业全面部署甲烷减排措施所需的资金缺口约400亿美元,远超现有融资能力。加之部分国家实行气价补贴,进一步降低了甲烷减排项目的潜在收益。
加强国际合作
通过借鉴其他油气公司的减排经验或建立合作关系,国家石油公司可加快甲烷减排进程。这类合作不仅有助于形成协同效应,还能推动技术联合开发、培训资源共享和与利益相关方的沟通协调。例如,在东南亚,马来西亚国油联合政府机构、国际组织和其他合作伙伴共同启动了“东盟能源部门甲烷领导计划2.0”(MLP2.0),聚焦甲烷减排的技术路径、政策研讨及最佳实践。该计划不仅推动了区域内甲烷排放数据的透明化,而且促进了跨国试点项目的实施,如开展油气设施泄漏检测与修复技术联合试验,提升了区域整体的甲烷管理水平。
《石油和天然气脱碳宪章》与石油和天然气甲烷伙伴关系2.0计划等国际倡议为国家石油公司的跨国合作提供了系统性框架,如油气行业气候倡议组织(OGCI)与非营利组织Carbon Mapper合作,利用卫星数据帮助伊拉克、哈萨克斯坦、阿尔及利亚和埃及等国家的国家石油公司及其合作伙伴优先处理甲烷排放点,将高空遥感数据转化为实际减排行动。而具体合资项目则成为技术和管理经验交流的重要平台。例如,雪佛龙与哈萨克斯坦国家石油公司在田吉兹油田的合作中共同推进伴生气回收利用,显著降低了甲烷排放。
此外,国际组织与国际倡议也以其他方式对国家石油公司的甲烷减排提供了支持。如油气行业气候倡议组织设立了甲烷图书馆网站,专注于为油气公司加速甲烷减排提供数据;该组织还与《石油和天然气脱碳宪章》合作,通过卫星监测等活动对油气公司予以支持。世界银行的全球天然气防控燃烧与甲烷伙伴关系计划(GFMR)可以提供资金与技术援助,并提供融资以协助国家石油公司部署甲烷减排解决方案。联合国环境规划署的国际甲烷排放观测站能为国家石油公司提供培训和技术指导。联合国甲烷融资工作组可对国家石油公司发行甲烷债券等相关金融工具提供指导。
减少天然气放空燃烧
据国际能源署估计,全球天然气放空燃烧的平均燃烧效率约90%,是造成甲烷排放升高的最重要因素之一。如果相关设备设计、维护和操作得当,甲烷排放本应微乎其微。然而,实际情况并非如此,受天气或产量变化等因素影响,天然气放空燃烧反而可能造成甲烷排放更高。甚至有时由于燃烧可能完全熄灭,导致甲烷气体直接排放到大气中。
停止所有非紧急情况下的天然气放空燃烧,是油气行业减少甲烷排放最简单且有效的措施之一,因为现有技术可以消除近95%因放空燃烧产生的排放,且有多种方式可选。国际能源署估计,全球约2/3的放空燃烧能以零成本方式使用蒸汽回收装置或伴生气利用技术处理,从而使回收甲烷的收益覆盖减排措施的费用。
其他方法包括:通过新建或现有的天然气管网将伴生气输送至消费领域、回注以维持油藏压力,或将其转化为液化天然气(LNG)、压缩天然气、甲醇、化肥或电力等。技术改善和维护可以提高现有火炬(即天然气放空燃烧)的燃烧效率。例如,采用改善燃料与空气混合的现代化火炬头设计,或选用能确保充分混合以持续保证高燃烧效率的火炬塔,都可以显著减少因燃烧效率低下造成的排放。如今,可以对火炬进行实时监测,帮助企业识别运营和非运营资产中的瓶颈与改进机会。
虽然减少天然气放空燃烧仍面临基础设施不完善、投资不足、成本过高、影响项目开发、海上设施空间和重量限制较大等挑战,但通过更好地规划调试和维护活动、优化运营以最大限度减少运行中断和设备故障,仍能很大程度上减少天然气放空燃烧。
国家石油公司通常在解决天然气放空燃烧问题时比私营石油公司更具优势。他们有能力与政府协调,加快完善基础设施,甚至可能将甲烷减排作为国家相关承诺或政策的一部分。2015年,由30个主要产油国及其国家石油公司与世界银行发起了2030年实现零常规燃除倡议(ZRF) 。部分国家石油公司还能作为监管者或通过制定标准来引领国内油气行业,如Equinor(挪威国家石油公司)在北海作业过程中开发和应用了一系列伴生气回收利用技术和甲烷泄漏检测技术,这些技术规范和操作标准被挪威石油理事会(NPD)采纳,并成为挪威大陆架的行业通用标准。
加强泄漏检测与修复应用
据国际能源署统计,设备泄漏和故障造成的甲烷排放约占油气行业上游甲烷排放量的20%,下游则超过40%。泄漏检测与修复(LDAR)是解决该问题的主要方法。
LDAR通常成本效益高,且投资额小。国际能源署预计,通过LDAR实现的约75%的减排量将接近零成本,因为支出会随着时间推移被回收天然气带来的额外收入抵消,仅在偏远地区、海上设施及涉及长距离管道运输时产生较高成本。对国家石油公司来说,应用LDAR的大部分支出与运营成本相关,包括人员和物流。但通过与公共研究机构或监管机构合作,人员和物流成本将大幅降低。虽然成本往往随着LDAR应用频率的增加而增加,但增量大小取决于气价和泄漏的严重程度。在气价稳定、泄漏被尽快发现的前提下,成本增量十分有限。
LDAR的减排能力则取决于其范围、使用频率和应用方法。使用越频繁,泄漏就能越早被发现并遏止。过去,LDAR仅限于使用光学气体成像相机进行地面检查,但新兴技术,包括连续监测传感器,以及飞机、无人机和卫星观测,正在提高泄漏检测能力。国家石油公司可根据自身目标及不同设施的具体特点选用LDAR设备。理想的LDAR系统应建立在一系列互补技术之上,如卫星测量、无人机、地面传感器和连续监测设备的配合。此外,LDAR在解决逸散性排放问题上尤其有效,这正是许多国家石油公司的关注焦点之一,因为其不仅符合多国政府要求,而且能最大限度减少对附近居民区的影响。
完善监测、报告与核查体系
监测、报告与核查(MRV)体系是甲烷管理的核心,使公司能通过识别主要排放源来有效实现减排。MRV还有助于长期跟踪减排进展,并满足市场和监管机构的要求。
监测方面,多数国家石油公司的甲烷排放数据是基于资产数据(如大型油罐的数量)乘以标准化排放因子(如大型油罐的默认排放率)计算得出的。然而,卫星和航空观测数据表明,实际排放水平通常远高于估算值。国家石油公司需要充分运用无人机等测算工具,进行有较高覆盖度、针对具体设施的测量工程,以获得能反映包括意外泄漏在内的所有主要排放源的准确数据。
国家石油公司可使用免费工具来监测甲烷排放。美国Carbon Limits公司开发了一款免费的甲烷清单软件,可随时间推移不断改进,有助于确定减排措施的优先顺序。已有部分国家石油公司使用该软件提前估算减排项目的经济效益。同时,国际能源署的开放式甲烷减排模型也可用于制定减排成本曲线。
报告与核查同样必不可少。国家石油公司可率先在国内测试相关甲烷监测技术,记录相关数据,并在与其他运营商的合同中加入示范条款,以推广涵盖甲烷排放的MRV。相关MRV数据随后可进一步用于相关文件及政策,从而便于国家石油公司向欧盟等日益关注甲烷排放的市场销售产品。