能源与可持续发展论文

关于能源与环境、生态、社会可持续发展思考前言：天然气作为一种清洁、高效的化石能源，其开发利用越来越受到世界各国的重视。全球范围来看，天然气资源量要远大于石油，发展天然气具有足够的资源保障。预计2030年前，天然气将在一次能源消费中与煤和石油并驾齐驱。天然气的高峰期持续时间较长，非常规天然气的出现和大发展必将支撑天然气继续快速发展，最终超过石油，成为世界第一大消费能源。新世纪以来，中国天然气进入快速发展时期，消费快速增长，储产量保持增长高峰，基础设施建设快速推进，市场化建设取得积极进展，多元化供气格局基本形成，中国在世界天然气市场中的角色正在发生重大转变。未来10~20年，中国仍处于经济社会转型期，面对严峻的资源与环境挑战，天然气需求仍将进一步增大，供应能力大幅提升，中国将在全球市场中发挥日益重要的作用。一方面，天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，能从根本上改善环境质量。另一方面，天然气的开发仍然存在一些问题，对环境的影响存在以下几个方面：地震勘探及产生的环境影响因素。地震勘探是寻找油气矿藏较好的一种方法,它通过人工爆炸的方法产生地震波,地震波在遇到岩石密度发生明显变化的分界面上产生反射波,再利用地震探测仪把反射波记录下来,通过计算机处理,作出地质解释而获得地层的储气(油)构造。作业特点有:作业时间短,地震测线呈线状或网格状。地震勘探作业产生的爆炸噪声将影响环境及其附近的居民和野生动物,另外打钻炮孔及炮孔爆炸将对炮孔附近的植被造成影响。二、钻井作业及存在的环境影响因素。为证实地层是否有工业开采价值的天然气(或石油)以及进行天然气开采,将通过钻井来实现。钻井是以柴油机为动力,通过钻机、转盘带动钻杆旋转钻头,切削地层。同时,由泥浆泵经钻杆向井内高压注入泥浆,冲刷井底,并将切削下的岩屑不断带至地面,整个过程循环进行,不断加深井的深度,直至目的井深。在正常情况下,钻井为连续24h作业。根据井深及地层情况,打一口井的钻井周期为1~9个月。钻井作业对环境的影响因素有:修建钻井井场和井场公路将占用土地,平均每口井需征用井场用地面积约为,井场公路的占地面积取决于井场与交通公路的距离;钻井过程中柴油机会产生废气,钻进、起下钻、固井作业等产生废水,机械设备运转会产生噪声,此外,还有钻井岩屑、废泥浆等产生。三、采气。天然气依靠气层压力上升至地面,通过采气树后进入水套炉加热以防止天然气节流后水化物生成。然后通过集气管线送往集气站。经集气总站将各个气田送来的天然气进行分离、计量后送往天然气净化厂进行脱硫。对不含硫的天然气或符合管输标准的含硫天然气将直接送往输气干线;当天然气压力低于生产要求时则要对天然气进行增压。在修建集气管道时,敷设管沟的开挖施工将破坏管道沿线两侧7.5m范围内的植被,在施工期将对坡度大于5度的施工地段的水土保持产生较大的影响。采气生产活动中当集气设施(如管道、分离器、阀门等)需要检修或出现爆管事故时将进行天然气燃烧放空作业,放空作业时间一般小于30min。放空产生的热辐射和噪声将对其周围的居民和植被产生一定影响。气田生产天然气的同时会产生地层水,气田生产初期地层水产量很小,生产后期地层水产量将逐渐增加。地层水含盐量很高,可达上万毫克/升,还有少量的COD和SS,外排时会对受纳水体产生一定影响。四、天然气净化。部分气田生产的含硫天然气,将腐蚀输气管道和设备,危及输气系统的安全生产。另外含硫天然气燃烧后排放的SO2会污染大气环境,因此要将含硫天然气送至天然气净化厂进行脱硫处理,将H2S转变成工业原料硫磺,既获得了净化天然气,又变废为宝。原料天然气在净化厂经过滤分离、脱硫、脱水后,干净化气送至厂外输气管线;脱硫单元产生的酸气经硫磺回收后,送至尾气灼烧装置灼烧后放空。天然气净化厂对环境产生影响的主要因素有:(1)生产废气排放。因天然气净化厂采用的脱硫工艺不同而不同,SO2排放量从每小时几千克至上百千克不等,近年来新建的天然气净化厂由于采用了先进的脱硫工艺,SO2排放量一般都<10kg/h。(2)废水排放。正常生产废水中主要污染物有COD、石油类、氨氮及硫化物等。设备大修时将产生检修废水(主要是设备、场地冲洗水),其中COD、石油类含量高,将废水贮存于检修污水池,在生产过程中,与其它污水调配处理。污水重力流汇至污水处理装置,经调配、气浮、生化、沉淀、过滤、吸附及消毒等处理,达到5污水综合排放标准6(GB8978-1996)中新(改、扩)建设项目污染源排放浓度的一级标准。(3)噪声源情况。天然气净化厂的噪声主要有风机噪声、工业泵噪声、排气放空噪声等,噪声主要污染源为空压机、氮气站。通过合理设备选型和噪声治理措施,厂区内噪声可控制在80dB(A)内。五、天然气输送。从天然气净化厂送来的净化天然气或从气田送来的符合管输要求的天然气(H2S[20mg/m3)通过输气系统进行分离、调压、计量后输送给用户。在修建输气管道时,敷设管沟的开挖施工将破坏管道沿线两侧7.5m范围内的植被,在施工期将对坡度大于5度的施工地段的水土保持产生较大的影响;修建一个输气场站将永久性占用约6700m2土地;天然气输气系统中增压站产生的噪声将影响其周围的环境;输气系统清管作业将产生少量废渣。上面虽然介绍了一些开采环节中对环境的破坏作用，但后期使用过程中对环境却有极大的好处。总的来说，还是利大于弊的。与煤炭和石油等化石原料相比,天然气具有明显的优势。天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压作用而形成的可燃气体。天然气的主要成分是甲烷(85%~95%),是一种无色无毒、热值高、燃烧稳定、优质高效的清洁能源。其比较性优势主要表现在以下几个方面。一、天然气燃烧后不产生废渣,废料污染小。天然气具有无色、无味、无毒且无腐蚀性的特点,燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物,是一种安全清洁的能源。与煤炭、石油等相比,产生导致地球温室效应的二氧化碳排放仅为石油的74%,煤的48%,导致酸雨的二氧化硫减少100%、产生的氮氧化物减少81%、颗粒物减少95%、炉渣减少100%,污染远小于石油和煤炭。二、燃烧效率高,能源效率高。完全燃烧1千克或1立方米的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的燃烧值。燃烧值的单位是焦P千克(焦P米3)。天然气的燃烧值约为814*107焦/立方米,燃烧值高。三、天然气利用对空气质量的改善。天然气的主要成份是甲烷(CH4),其他有机物及硫、铅等含量很低,且具有燃烧充分、高效等特性。用天然气替代柴油,可大大降低SOx、NOx、非甲烷类有机物和粉尘的排放;用天然气替代汽油,可减少SOx、CO、非甲烷类有机物和铅的排放,NOx的排放量亦不大于汽油车NOx的排放量。对于防止运输区域烟雾生成,减轻空气酸化和净化城市空气极为有利的。四、天然气利用对空气质量的改善。天然气的主要成份是甲烷(CH4),其他有机物及硫、铅等含量很低,且具有燃烧充分、高效等特性。用天然气替代柴油,可大大降低SOx、NOx、非甲烷类有机物和粉尘的排放;用天然气替代汽油,可减少SOx、CO、非甲烷类有机物和铅的排放,NOx的排放量亦不大于汽油车NOx的排放量。对于防止运输区域烟雾生成,减轻空气酸化和净化城市空气极为有利的。五、天然气在限制全球变暖中的作用。工业革命以来,大气中CO2含量增加了30%,CH4含量增加了145%。全球气温与1860年相比升高了0.3~0.6℃。如果这一趋势得不到控制,今后100年内全球气温将升高1.0~3.0℃。在人为的温室效应中,CO2是主要的温室气体,约占整个人为温室效应的68%;第二大气体是CH4,约占19%;其他温室气体NOx占7%;氟氯烃(CFCs)占6%。天然气燃烧时产生CO2和N2O。若以每能量输入单位的排放为基础,天然气燃后CO2和N2O的排放少于燃煤和燃油。由燃油或燃煤转为燃烧天然气分别减少约25%和50%的CO2排放量,N2O的排放量减少了70%以上。国际能源署（IEA）近日在第25届天然气大会期间发布的《2012天然气市场中期报告》指出，到2017年，世界天然气需求量将达3.93万亿方，中国将成为继欧洲和亚太之后的全球第三大天然气进口市场。未来5年，全球1/4的天然气需求将来自中国，另外1/4来自中东及亚洲其他国家和地区。那么，中国天然气产业链应如何做到可持续发展才能保障国内不断增长的天然气需求呢？以下是对于天然气产业可持续发展的几点思考：一、统筹兼顾,提高天然气产业链的效率、效益和稳定性,是天然气产业可持续发展追求的目标（1）气区要具备一定规模的资源基础,做到“5个大于”是安全、平稳供气的基石。在气田的开发建设中,要做到:探明储量大于动用储量,留有接替储量;产能大于产量,留有备用产能;产量大于商品量,留足应急产量;¼商品量大于管输量,留有应对突发情况的气量;管输量大于销量,备足调峰气量。根据经验,产量、商品量、销量的合理比例为1：0.95：0.85。（2）管理体制一体化,努力提高管理效率。天然气业务管理应尽量在较低层次上实现产运销一体化管理,减少协调成本,提高管理效率和经济效益。“资源、市场、管网”相对独立完整的企业(以气为主),要充分发挥企业积极性,在区域管网范围内实现产运销一体化,勘探开发、运输和市场开发、销售以及日常管理形成一个有机整体;º既产油又产气的企业,在分公司层面上要实行天然气开发生产、销售一体化;»管理部门和领导的工作精力要相对集中,越专一,管理效率越高、管理越及时。二、资源稳定是天然气产业健康发展的前提（1）气区开发必须做到长期稳产。气田开发中可以不追求单个气田的稳产,但主力气田必须稳产,非主力气田要有总体方案的接替部署,以此保证整个气区的长期稳产。一般来讲,主力气田储采比要保持在30左右,负荷因子在0.8~0.9之间比较合适,采气速度不要超过4%,稳产期必须设计在15a以上。（2）气区的上产要有资源保证。一个气区达到一定产量规模后,要保持一段时间的稳产,不能盲目上产;当气区资源落实到一定规模后,才能再上一定的规模产量;在新的规模产量上要继续稳产一段时间。（3）强化勘探开发一体化的思想理念当前天然气勘探应尽量集中在有市场、有管网的区域寻找新的储量,最大限度地提供资源保障;勘探评价要与开发相结合,井位部署除满足探明储量的需要外,还要满足开发利用的要求;开发评价部署要与探明储量相结合,在进行开发井井型、增产措施、产能评价等方面试验的同时,还要满足探明储量的需要。暂时没有市场和管网的探区,一旦有所发现,就要集中力量整体探明,在形成规模储量后再进行新区产能建设。这样做可以加快勘探开发节奏,节省投资,提高效益。（4）生产上要树立“日供气量”的概念。根据国内外天然气产业发展的经验,要特别注重建立“日供气量”的概念,天然气生产管理不仅要保证年度、季度、月度生产任务的完成,更重要的是要保证日供气计划的完成。因为与原油生产不同,天然气供应没有回旋余地,一天计划没完成就会产生重大影响。因此,“日供气量”是企业保证市场供应的最重要指标,以此体现对市场需求的稳定供应。三、建立多层次调峰保障系统是保障市场稳定供应的基础。根据目标市场用气规律,应当建立上、中、下游的立体调峰系统,具体应具备以下几种调峰手段:1)开发调峰。气田生产能力要留有余地,有后备气井供调峰使用。2)输送过程中的调峰。通过建立储气库或者建立管道的增压设施进行调峰。3)城市配送中的调峰。大中型城市应建立储气设施和利用LNG进行调峰。4)通过用户结构调峰。对工业用户、可中断用户实施避峰填谷供气:夏季多供,冬季减供直至停供。5)价格政策调峰。对均衡用户和不均衡用户实施价格差别政策,鼓励均衡用气。气田开发商主要承担时间较长的季、月度调峰,短期和临时的调峰应由输送企业和销售商负责。四、加强需求侧管理是保障市场稳定供应的前提条件。有序用气、有计划用气是稳定供气的基本前提。这几年稳定供气出现的问题,主要是对市场需求侧管理不到位造成的。气量再多,需求侧放任自流也会产生不稳定问题。目前存在的问题:用气用户年需求总量计划不准;用户的月、季用量计划不准;用户无计划检修停用和无计划投产新项目。因此,必须加强需求侧管理,主要是对已有用户的需求计划管理;新开用户的增量气管理;年、季、月、日供气的产运储销的计划管理;以及合同用气的严格管理。五、履行好企业社会责任和政治责任,为社会的稳定和谐发展作出贡献。