天然氣應(yīng)用與節(jié)能減排方式之研究

張鴻剛

【摘 要】在應(yīng)用天然氣過程中，節(jié)能減排是關(guān)鍵，這也是為了實(shí)現(xiàn)對天然氣資源的有效合理應(yīng)用，為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)運(yùn)營成本。本文探討了我國在天然氣方面的應(yīng)用背景和相關(guān)節(jié)能減排技術(shù)，最后加以例證。

【關(guān)鍵詞】天然氣應(yīng)用；背景；節(jié)能減排技術(shù)；油田；應(yīng)用；液化天然氣

天然氣屬于化石能源中的一種，它擁有高清潔、高質(zhì)量特性，而且污染排放低，是被世界所認(rèn)可的新一代清潔型能源。當(dāng)前，世界各國都在全面推動天然氣應(yīng)用技術(shù)，希望用它來代替?zhèn)鹘y(tǒng)非可再生資源，全面推動天然氣能源應(yīng)用發(fā)展進(jìn)程。為維護(hù)地球環(huán)境減少溫室氣體，就比如說對二氧化碳排放量的有效遏制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。就目前來看，我國全面優(yōu)化與改良能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)箭在弦上，基于天然氣能源的的工程建設(shè)項目越來越多，天然氣應(yīng)用與節(jié)能減排方式研究也已成為國家發(fā)展的重大課題，具有著極高的現(xiàn)實(shí)價值。

1 我國天然氣應(yīng)用的的背景簡析

1.1 背景概述

當(dāng)前碳排放量對環(huán)境變化的影響越來越嚴(yán)重，并且受到世界各國重視，就這一點(diǎn)來說，世界聯(lián)合國組織已經(jīng)在哥本哈根會議上重點(diǎn)探討并希望尋求解決辦法。中國作為當(dāng)前發(fā)展中國家的代表，也提出了希望在未來20年內(nèi)平均GDP減排45%的承諾，希望構(gòu)建高效型、節(jié)能型、低排放型的綜合性節(jié)能減排社會。為此，天然氣應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入我國節(jié)能減排戰(zhàn)略章程體系。考慮到當(dāng)前我國工業(yè)能源主要以石油、煤炭等化石能源為中心（約占到80%），而天然氣的應(yīng)用比重僅為3%，所以在天然氣應(yīng)用的調(diào)配與應(yīng)用比重增加方面還任重道遠(yuǎn)。但就長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看，對天然氣能源的利用比重調(diào)整對我國國力發(fā)展是有好處的，它不僅能夠優(yōu)化國家整體能源利用的整體布局，實(shí)現(xiàn)能源利用效率的有效上升，也能有效緩解石化能源的總體用量，降低石化能源消耗對于大氣溫室氣體含量的增加，避免SO2與粉塵對環(huán)境污染造成影響，就這一點(diǎn)來說非常有利于我國節(jié)能型社會的建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。

1.2 天然氣的應(yīng)用優(yōu)勢

天然氣在工業(yè)生產(chǎn)中具有高效性，它相比于其它化工材料優(yōu)勢更多，例如它的含水、灰粉與硫化物更少，如果以它來作為原材料能有效降低工業(yè)生產(chǎn)成本，也能相應(yīng)提高工業(yè)生產(chǎn)效率。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，上世紀(jì)90年代之前，甲醇、合成氨等物質(zhì)是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的化學(xué)原材料（約占到90%）。而90年代以后，天然氣逐漸取而代之，被人們更多應(yīng)用于發(fā)電用能源及居民燃料體系當(dāng)中。但在重型工業(yè)領(lǐng)域中，考慮到我國煤炭儲量豐富，成本較低，所以如果采用天然氣作為煤炭燃料替代還頗具爭議，可能在經(jīng)濟(jì)成本方面相比高于煤炭，但是從環(huán)境方面考慮，天然氣則更具長遠(yuǎn)發(fā)展優(yōu)勢，這一點(diǎn)應(yīng)該為國家未來能源發(fā)展應(yīng)用進(jìn)程所重視[1]。

2 基于天然氣應(yīng)用的節(jié)能減排技術(shù)研究

基于上述原因，天然氣近年來在我國工業(yè)生產(chǎn)能源體系中已經(jīng)愈發(fā)占據(jù)重要地位，它的受重視程度以及關(guān)于它的研究領(lǐng)域發(fā)展規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大?？梢灾v，天然氣目前已經(jīng)被應(yīng)用于各個工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至生活領(lǐng)域，在未來，它也必將代替煤炭、柴油、石油等等成為國家工農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)能源形式。就我國來說，目前依然煤炭發(fā)電為主，但是在天然氣加入以后，城市能源結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行合理化調(diào)整，為了有效降低能源消耗，應(yīng)該開始采用天然氣能源來代替煤炭，強(qiáng)化城市建設(shè)的節(jié)能減排意識，改變當(dāng)前我國煤炭發(fā)電占到國家總發(fā)電量80%比重的發(fā)展現(xiàn)狀。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有某些地區(qū)開始嘗試發(fā)展和研究天然氣發(fā)電，該技術(shù)相比于傳統(tǒng)煤炭發(fā)電技術(shù)內(nèi)容更加復(fù)雜，但是節(jié)能減排效果也更加。具體來講，用天然氣發(fā)電擁有以下兩點(diǎn)優(yōu)勢。

第一，它將環(huán)境污染排放降到最低水平，在利用天然氣發(fā)電后，實(shí)際的二氧化碳排放量僅僅會達(dá)到煤炭發(fā)電的40%左右，氮氧化物排放也只有煤炭發(fā)電的20%左右，這就極大程度的減小了傳統(tǒng)煤炭發(fā)電所帶來的環(huán)境污染壓力。而天然氣所采用的是蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組技術(shù)形式，它相比于常規(guī)活力發(fā)電機(jī)組還具有污染排放低的優(yōu)勢，已經(jīng)被國家認(rèn)可為“綠色生產(chǎn)機(jī)組”，是未來國家電力行業(yè)領(lǐng)域可以仰仗的可持續(xù)發(fā)展發(fā)電技術(shù)。

第二，天然氣發(fā)電對減輕電網(wǎng)輸電與電網(wǎng)建設(shè)壓力有一定作用，因為傳統(tǒng)煤炭發(fā)電對廠址選擇沒有太多約束，所以很容易造成發(fā)電生產(chǎn)過程中的周邊環(huán)境污染。但是天然氣發(fā)電則可以圍繞負(fù)荷中心來建設(shè)電廠，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)工廠的就近供電。換言之，天然氣發(fā)電廠能夠與工業(yè)工廠一同選址，最大限度降低天然氣發(fā)電對于周邊環(huán)境的污染程度，同時就近供電也能提高工廠工業(yè)生產(chǎn)效率，并提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性?？梢灶A(yù)見，利用天然氣發(fā)電將成為我國未來能源發(fā)展的大勢所趨，隨著國家能源新政策的不斷出臺和新技術(shù)的持續(xù)研發(fā)，天然氣的應(yīng)用范圍也會越來越廣[2]。

3 案例分析

3.1 基本概述

目前我國某油田已經(jīng)全面采用液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG），該能源主要以液態(tài)形式存在，可在常壓-162℃的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液化，體積縮小近630倍，具有著較高的存儲率與運(yùn)輸效率，且其雜質(zhì)含量偏少，燃燒清潔，擁有著較為穩(wěn)定的氣價，基本滿足了該油田的節(jié)能減排與環(huán)境改善要求。

3.2 對液化天然氣的具體應(yīng)用

3.2.1 客運(yùn)運(yùn)輸應(yīng)用

該油田采油廠位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，員工上下班非常不便，所以油田內(nèi)部也安排了班車接送?？紤]到班車數(shù)量眾多且頻繁，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，專門將原有的柴油課程改為以新型能源為主的LNG客車，且取得了不錯的應(yīng)用效果。

從節(jié)能減排效果來看，每輛客車都采用了335L鋼瓶，可保證客車行駛500km以上的距離，基本能夠滿足客運(yùn)班車接送需求。在經(jīng)濟(jì)效益方面，由于單車每天要行駛200km以上，相比于柴油客車每年能節(jié)約燃料費(fèi)用6.52萬元/臺，而且基于天然氣重組設(shè)計的發(fā)動機(jī)電噴射體系能夠最大限度提高燃燒效率，具有相當(dāng)顯著的經(jīng)濟(jì)性。

3.2.2 單井站發(fā)電應(yīng)用

該油田單井站位置相對偏遠(yuǎn)，而且具有小規(guī)模區(qū)塊限制，所以在勘探初期油田產(chǎn)量相對偏小。再加之油田處于河道與濕地等敏感地帶，所以對油田生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益影響較大。為了保證投資效益，降低生產(chǎn)產(chǎn)能投入，特別采用了基于LNG能源的移動式發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電。在這里利用LNG的優(yōu)勢就在于同樣生產(chǎn)工況下相比于柴油發(fā)電機(jī)效果更加，它極大程度降低了溫室氣體與有害氣體的排放，對環(huán)境污染控制也有奇效；再一點(diǎn)，該移動式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)相對簡單，且擁有高質(zhì)量、高效能，使用運(yùn)行效能安全可靠，具有穩(wěn)定的電壓頻率輸出效果。通過實(shí)踐數(shù)據(jù)來看，該設(shè)備每天能為油田生產(chǎn)節(jié)約200kw.h電量。

3.3 現(xiàn)場熱力施工應(yīng)用

該油田擁有5臺洗井清蠟車，它們主要滿足當(dāng)?shù)赜吞锏挠途c集油干線的熱力輸送與清蠟熱洗任務(wù)。伴隨著當(dāng)前節(jié)能減排任務(wù)的深入，該洗井清蠟車也采用了LNG能源，每年可以實(shí)現(xiàn)洗井作業(yè)1900h以上，且單臺鍋爐消耗柴油量可以達(dá)到12萬L，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)作費(fèi)用90.2萬元。而利用LNG燃?xì)忮仩t取代傳統(tǒng)燃油鍋爐后，也為該油田提升了生產(chǎn)效能[3]。

4 總結(jié)

天然氣在能源清潔與高效利用方面具有巨大優(yōu)勢，相比于現(xiàn)在的非可再生能源而言對環(huán)境污染治理效果更佳，正在逐漸改變著我國能源利用結(jié)構(gòu)布局，也迎合了國家工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排政策，值得在未來進(jìn)一步深入研究，并予以廣泛推廣應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭帥.天然氣應(yīng)用與節(jié)能減排[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（6）：26-26.

[2]王曼，王林平，覃川，等.天然氣凈化處理系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)在靖邊氣田的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2014，32（6）：553-556.

[3]趙成義，曾娥，李付紅，等.液化天然氣在大港油田節(jié)能減排的應(yīng)用與發(fā)展[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（1）：32-33，35.

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