Преимущества использования природного газа - Экология - Скачать бесплатно
ОГЛАВЛЕНИЕ .
1. Введение .------------------------------------------------------------
---------------------2.
2. Экологические преимущества природного газа .--------------------------
-------3
3. Экологическая ситуация при использовании мазута и угля взамен
природного газа .---------------------------------------------------
-------------------------5
4. Нетрадиционный взгляд на эколого-экономические проблемы газовой
индустрии России .-------------------------------------------------------
------------------6
5. Подземное захоронение сточных вод в газовой промышленности .--------
10
6. Роль природных и техногенных эмиссий газов в формировании парникового
эффекта .----------------------------------------------------------------
----14
7. Глобальная эмиссия парниковых газов .---------------------------------
---------15
8. Сценарий эмиссии парниковых газов в газовой промышленности.---------
18
9. Некоторые сведения о эколого-технической безопасности эксплуатации
машин и оборудования в нефтегазовой промышленности .--------------------
------------------------------------------------------------------------
-------------------------------23
10. Заключение . -------------------------------------------------------
------------------- 31
ВВЕДЕНИЕ .
Экология - этот термин стремительно ворвался в нашу повседневную
жизнь , принеся с собой ещё один новый термин - “экологическая
катастрофа”, который мы всё чаще стали слышать в теле- и радиопередачах .
Но сейчас даже не обязательно быть в курсе всех последних новостей , чтобы
ощутить на себе , увидеть , последствия бесхозяйственного , преступного
обращения с теми немногими дарами , которые ещё оставила нам природа .
Помните слова песни : “Человек проходит как хозяин...” ,- но какой хозяин
будет хранить в своём доме радиоактивные отходы , поливать землю в своём
огороде кислотой и сводить под корень все деревья в своём саду ? Ни одному
нормальному человеку не придёт в голову в свой бассейн сливать отходы с
кухни ! Тогда почему мы каждодневно встречаемся с такими фактами , но
только в масштабе страны или мира ? Действительно ли человек чувствует
себя хозяином на земле ? Нет, скорее он чувствует себя завоевателем ,
который пытается поскорее выжать из завоёванных земель всё , что только
она может ему дать , до последней капли , чтобы затем вновь отправиться на
поиски неосвоенных земель . Так было на протяжении многих тысяч лет
человеческой истории и продолжается до сих пор . И только недавно
прогрессивная общественность , поняв , что земельные и водные ресурсы не
бесконечны , вплотную занялась проблемами экологии .
Современная экологическая ситуация не земле такова , что от всего
человечества потребуются колоссальные коллективные усилия для того , чтобы
удержать положение хотя бы на том уровне , на котором оно находится сейчас
, не допустить глобальной катастрофы , которая привела бы к смерти всего
живого на нашей планете. Сегодня необходимо с особой осторожностью
подходить к вопросу охраны окружающей среды от разрушающей деятельности
человека , поэтому во всех отраслях промышленности создаются службы
экологического контроля .
Нам , как представителям нефтегазовой отрасли , интересно то , что
происходит с экологической точки зрения на предприятиях ТЭК и вокруг них ,
поэтому в данном реферате основную роль мы отвели проблемам обнаружения
утечек природного газа с помощью мобильных лабораторий , безопасности
эксплуатации МНГС в условиях Арктики , а так же парниковому эффекту ,
вызываемому эмиссией парниковых газов .
Экологические преимущества природного газа.
Существуют вопросы, имеющие отношение к окружающей среде, которые
побудили к многочисленным исследованием и дискуссиям в международном
масштабе: вопросы роста народонаселения, консервации ресурсов,
многообразия биологических видов, изменения климата. Последний вопрос
имеет самое непосредственное отношение к энергетике 90-х гг.
Необходимость детального изучения и формирования политики в
международном масштабе обусловила создание Межправительственной группы
специалистов по вопросам изменения климата (МГИК) и заключение Рамочной
конвенции по вопросам изменения климата (РКИК) по линии ООН. В
настоящее время РКИК ратифицирована более чем 130 странами,
присоединившимися к Конвенции. Первая конференция сторон (КОС-1)
состоялась в Берлине в 1995г., а вторая (КОС-2) - в Женеве в 1996г. На
КОС-2 был одобрен доклад МГИК, в котором утверждалось, что уже
существуют реальны свидетельства того, того что человеческая
деятельность ответственна за изменения климата и эффект “глобального
потепления”.
Хотя и существует мнения, противостоящие мнению МГИК, например,
Европейского форума “Наука и окружающая Среда”, однако работа МГИК в
настоящее время принята в качестве авторитетной основы для творцов
политики, и маловероятно, что толчок, сделанный РКИК, не побудит к
дальнейшему развитию. Газы. имеющие наиболее важное значение, т.е. те,
концентрации которых значительно возросли с начала промышленной
активности, это диоксид углерода (СО2), метан (СН4) и оксид азота
(N2O). Кроме того, хотя уровни их в атмосфере пока еще низкие,
продолжающийся рост концентраций перфторуглеродов, и гексафторида серы
приводит к необходимости коснуться и их. Все эти газы должны быть
включены в национальные кадастры, представляемые по линии РКИК.
Влияние повышения концентраций газов, обусловливающий парниковый
эффект в атмосфере, было смоделировано МГИК по различным сценариям. Эти
модельные исследования показали систематические глобальные изменения
климата, начиная с XIX столетия. МГИК ожидает. что между 1990 и 2100 г.
средняя температура воздуха на земной поверхности возрастет на 1,0-3,5
С. а уровень моря поднимется на 15-95 см. В некоторых местах ожидаются
более суровые засухи и (или) наводнения, в то время как они будут менее
суровыми в других местах. Ожидается, что леса будут умирать, что в еще
большей мере изменит поглощение и освобождение углерода на суше.
Ожидаемое изменение температуры будет слишком быстрым, чтобы отдельные
виды животных и растений успевали приспособиться. и ожидается некоторое
снижение многообразия биологических видов.
Источники диоксида углерода могут быть с достаточной уверенностью
выражены количественно. Одним из наиболее значительных источников роста
концентрации СО2 в атмосфере является сгорание ископаемого топлива.
Природный газ производит меньше СО2 на единицу энергии. поставляемой
потребителю. чем другие виды ископаемых топлив. По сравнению с этим
источники метана труднее выразить количественно.
В мировом масштабе, согласно оценкам, источники, связанные с
ископаемым топливом, дают около 27% годовых антропогенных выбросов
метана в атмосферу (19% суммарных выбросов, антропогенных и
естественных). Интервалы неопределенности в случаях этих других
источников очень большие. Например. выбросы от мусорных свалок
оцениваются в настоящее время в 10% от антропогенных выбросов, но они
могут быть и вдвое выше.
Мировая газовая промышленность в течение многих лет изучала
развитие научных представлений об изменении климата и связанной с этим
политики, и участвовала в дискуссиях с известными учеными, работающими
в этой области. Международный газовый союз, Еврогаз, национальные
организации и отдельные компании принимали участие в сборе имеющих
отношение к этому вопросу данных и информации и тем самым вносили свой
вклад в эти дискуссии. И хотя все еще существует много
неопределенностей относительно точной оценки возможного воздействия в
будущем газов, создающих парниковый эффект, уместно применить принцип
предосторожности и обеспечить, чтобы как можно скорее были проведены
экономические эффективные мероприятия по сокращения выбросов. Так,
составление кадастров выбросов и дискуссии относительно технологии их
уменьшения помогли сосредоточить внимание на наиболее подходящих
мероприятиях по контролю и снижению выбросов газов, создающих
парниковый эффект, в соответствии с РКИК. Переход на промышленные виды
топлива с более низким выходом углерода, как например природный газ,
может понизить выбросы газа, создающего парниковый эффект, при
достаточно высокой экономической эффективности, и такие переходы
осуществляются во многих регионах.
Исследование природного газа вместо других видов ископаемых
топлив является экономически привлекательным и может внести важный
вклад в выполнение обязательств, принятых отдельными странами в
соответствии с РКИК. Это топливо, которое оказывает минимальное
воздействие на окружающую среду по сравнению с другими видами
ископаемых топлив. Переход с ископаемых углей на природный газ при
сохранении того же соотношения эффективности преобразования энергии
топлива в электроэнергию сократил бы выбросы на 40%. В 1994 г.
Специальная комиссия по окружающей среде МГС в докладе на Всемирной
газовой конференции (1994 г.) обратилась к изучению вопроса об
изменении климата и показала, что природный газ может внести
существенный вклад в снижение выбросов газов, создающих парниковый
эффект и связанных с энергоснабжением и потреблением энергии,
обеспечивая такой же уровень удобства, технических показателей и
надежности, которые потребуются от энергоснабжения в будущем. Брошюра
Еврогаза “Природный газ - более чистую энергию для более чистой Европы”
демонстрирует выгоды от использования природного газа, с точки зрения
защиты окружающей среды, при рассмотрении вопросов от локального до
глобального уровней.
Хотя природный газ и обладает преимуществами, все же очень важно
оптимизировать его использование. Газовая промышленность поддержала
программы повышения эффективности улучшения технологии, дополненные
развитием экологического менеджмента, что еще более усилило доводы в
пользу газа с позиций защиты окружающей среды как эффективного
топлива, вносящего вклад в защиту окружающей среды в будущем.
Выбросы диоксида углерода по всему миру отвечают примерно за 65%
потепления на земном шаре. Сжигаемое ископаемого топлива освобождает
СО2, аккумулированного растениями много миллионов лет назад, и
повышает ее концентрацию в атмосфере выше естественного уровня.
Сжигание ископаемого топлива обусловливает 75-90% всех антропогенных
выбросов диоксида углерода. На основании самых последних данных,
представленных МГИК, относительный вклад антропогенных выбросов в
усиление парникового эффекта оценивается данными.
Природный газ генерирует меньше СО2 при том же количестве
вырабатываемой для снабжения энергии, чем уголь или нефть, поскольку он
содержит больше водорода по отношению к углероду, чем другие виды
топлива. Благодаря своей химической структуре газ производит на 40%
меньше диоксида углерода, чем антрацит.
Выбросы в атмосферу при сжигании ископаемого топлива зависят не
только от вида топлива, но от того, насколько эффективно оно
используется. Газообразное топливо обычно сжигается легче и
эффективнее, чем уголь или нефть. Утилизация сбросной теплоты от
отходящих газов в случае природного газа осуществляется также проще,
так как топочный газ не загрязнен твердыми частицами или агрессивными
соединениями серы. Благодаря химическому составу, простоте и
эффективности использования природный газ может внести существенный
вклад в снижение выбросов диоксида углерода путем замены им ископаемых
видов топлив.
Экологическая ситуация при использовании мазута и угля взамен
природного газа .
На примере Свердловской области рассматривается ухудшение
экологической ситуации в регионе при использовании мазута и угля при
полном исключении использования природного газа, причем мазут и уголь
сжигаются в равных долях, выраженные через единицу учета - условное
топливо (у.т.).
Выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу при сжигания
природного газа, мазута и угля рассчитывали согласно методическим
указаниям [1]. В Свердловской области используется природный газ,
идущий по газопроводу Тюменская область-Центр.
Ниже приведены показатели использования природного газа [2] разными
потребителями (млн. м3/ год):
|Электроэнергетика |6680,0 |
|Предприятие РАО “Газпром” |32,1 |
|Металлургическая промышленность |5112,3 |
|Агрохимическая промышленность |2,3 |
|Нефтехимическая промышленность |198,3 |
|Цементная промышленность |561,6 |
|Автосельскохозяйственное |124,4 |
|машиностроение | |
|Агропромышленный комплекс |446,9 |
|Прочие потребители |423,3 |
| коммунально-бытовые |549,4 |
| население |388,8 |
|Всего |17421,2 |
Чтобы оценить изменения экологической ситуации в регионе в случае
замены природного газа мазутом и углем, количество сжигаемого топлива
выражается в тысячах тонн условного топлива и тысячах тонн.
Ниже приведены расчетные характеристики газообразного, жидкого и
твердого топлив Свердловской области:
| Сжигаемое | |Расход топлива | |
|топливо |млн. м3 |тыс. т |тыс. т у.т. |
|Природный газ |17421,2 |11899,7 |19906 |
|Мазут (топочный) |- |7265,0 |9953,0 |
|Уголь (бурый) |- |24882,5 |9953,0 |
|Природный газ: | |
|Плотность при температуре 20 С | |
|и давлении 0,1013 Мпа, г/см3 |0,683 |
|Низшая теплота сгорания, МДж/м3 |33,5 |
|Мазут: | |
|Низшая теплота сгорания, МДж/кг |40,193 |
|Массовая доля серы, % |1,2 |
|Зольность, % |0,1 |
|Уголь: | |
|Низшая теплота сгорания, МДж/кг |11,723 |
|Содержание серы, % |0,6 |
|Зольность, % |12 |
|Сжигаемое |Выбросы в атмосферу вредных веществ (т/год) при сжигании разных
видов |
|топливо |топлива
|
| |Диоксид |Оксид |Диоксид |Бенз(а)|Твердые |Пяти- |Формаль|Всего
|
| |азота |углерода |серы |пирен |частицы |оксид |дегид |
|
| | | | | | |ванадия| |
|
|Природный |277762,9|29361,2 |- |0,0017 |3,0 |- |-
|57127,1 |
|газ | | | | | | | |
|
|Мазут |23241,6 |27974,9 |153785,5|0,018 |1089,7 |2150,0
|1200,0|209441,7 |
|(топочный) | | | | | | | |
|
|Уголь |45114,1 |530405,3 |269864,1|0,13 |134365,5 |-
|2850,0|982599,1 |
|(бурый) | | | | | | | |
|
В результате расчетов по указанной методике качественный и
количественный составы выбросов ЗВ, образующихся при сгорании
природного газа, мазута и угля приведены в табл. 2. При использовании
природного газа в результате измерений получено либо отсутствие, либо
“следы” содержания сернистого ангидрида в продуктах сгорания [3]. Как
видно из табл. 2, в Свердловской области суммарные выбросы ЗВ,
образующиеся при сжигании мазута и угля, в 21 раз превышают выбросы ЗВ
при сжигании природного газа.
Нетрадиционный взгляд
на эколого-экономические проблемы газовой индустрии России .
Известно, что Россия - самая богатая по запасам газа страна мира.
В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом
минерального топлива. При сгорании его образуется значительно меньшее
количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива.
Однако сжигание человечеством огромного количества различных
видов топлива, в том числе природного газа, за последние 40 лет привело
к заметному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере,
который, как и метан, является парниковым газом. Большинство ученых
именно это обстоятельство считают причиной наблюдающегося в настоящее
время потепления климата.
Эта проблема встревожила общественные круги и многих
государственных деятелей после выхода в свет в Копенгагене книги “Наше
общее будущее”, подготовленной Комиссией ООН. В ней сообщалось, что
потепление климата может вызвать таяние льда Арктики и Антарктиды,
которое приведет к повышению на несколько метров уровня Мирового
океана, затоплению островных государств и неизменных побережий
материков, что будет сопровождаться экономическими и социальными
потрясениями. Чтобы избежать их, надо резко сократить использование
всех углеводородных видов топлива, в том числе природного газа. По
этому вопросу созывались международные конференции, принимались
межправительственные соглашения. Атомщики всех стран стали превозносить
достоинства губительной для человечества атомной энергии, использование
которой не сопровождается выделением углекислого газа.
Между тем тревога оказалась напрасной. Ошибочность многих
прогнозов, данных в упомянутой книги, связана с отсутствием в Комиссии
ООН естествоиспытателей.
Тем не менее вопрос повышения уровня Мирового океана тщательно
изучался и обсуждался на многих международных конференциях. Выяснилось.
что в связи с потеплением климата и таянием льдов этот уровень
действительно поднимается, но со скоростью, не превышающей 0,8 мм в
год. В декабре 1997 г. на конференции в Киото эта цифра была уточнена и
оказалась равной 0,6 мм. Значит. за 10 лет уровень океана поднимется на
6 мм, а за столетие на 6 см. Безусловно, эта цифра пугать никого н
должна.
Кроме того, выяснилось, что вертикальное тектоническое движение
береговых линий на порядок превышают эту величину и достигают одного, а
местами даже двух сантиметров в год. Поэтому, несмотря на повышение
уровня Мирового океана, Море во многих местах мелеет и отступает (север
Балтийского моря, побережье Аляски и Канады, побережье Чили).
Между тем глобальное потепление климата может иметь ряд
положительных последствий, особенно для России. Прежде всего этот
процесс будет способствовать увеличению испарения воды с поверхности
морей и океанов, площадь которой составляет 320 млн. км.2 Климат станет
более влажным. Сократятся и, может быть прекратятся засухи в Нижнем
Поволжье и на Кавказе. Начнет медленно продвигаться к северу граница
земледелия. Значительно облегчится плавание по Северному морскому пути.
Сократятся расходы на зимнее отопление.
Наконец, необходимо помнить, что углекислый газ - это пища для
всех земных растений. Именно перерабатывая его и выделяя кислород, они
создают первичные органические вещества. Еще в 1927 г. В. И. Вернадский
указывал, что зеленые растения могли бы перерабатывать и превращать в
органические вещества гораздо больше углекислого газа, чем может дать
его современная атмосфера. Поэтому он рекомендовал применять диоксид
углерода в качестве удобрения.
Последующие опыты в фитотронах подтвердили прогноз В. И.
Вернадского. При выращивании в условиях удвоенного количества
углекислого газа почти все культурные растения росли быстрее,
плодоносили на 6-8 дней раньше и приносили урожай на 20-30% более
высокий, чем в контрольных опытах с обычным его содержанием.
Следовательно, сельское хозяйство заинтересовано в обогащении
атмосферы углекислым газом путем сжигания углеводородных видов топлива.
Полезно увеличение его содержания в атмосфере и для более южных
стран. Судя по палеографическим данным, 6-8 тысяч лет тому назад во
время так называемого голоценового климатического оптимума, когда
средняя годовая температура на широте Москвы была на 2С выше теперешней
в Средней Азии, было много воды и не было пустынь. Зеравшан впадал в
Амударью, р. Чу впадала в Сырдарью, уровень Аральского моря стоял на
отметке +72 м и соединенные среднеазиатские реки текли через теперешнюю
Туркмению в прогибавшую впадину Южного Каспия. Пески Кызылкума и
Каракума- это развеянный позднее речной аллювий недавнего прошлого.
А Сахара, площадь которой 6 млн. км2, тоже представляла собой в
это время не пустыню, а саванну с многочисленными стадами травоядных
животных, полноводными реками и поселениями неолитического человека на
берегах.
Таким образом, сжигание природного газа не только экономически
выгодно, но и с экологической точки зрения вполне оправдано, поскольку
оно способствует потеплению и увлажнению климата. Возникает другой
вопрос: должны ли мы беречь и экономить природный газ для наших
потомков?
Для правильного ответа на этот вопрос следует учесть, что ученые
стоят на пороге овладения энергией ядерного синтеза, еще более мощной,
чем используемая энергия ядерного распада, но не дающей радиоактивных
отходов и потому, в принципе, более приемлемой. По данным американских
журналов, это произойдет уже в первые годы наступающего тысячелетия.
Вероятно, относительно таких кратких сроков они ошибаются. Тем не
менее, возможность появления такого альтернативного экологически
чистого вида энергии в недалеком будущем очевидна, что нельзя не иметь
в виду при разработке долгосрочной концепции развития газовой
индустрии.
Методики и методы эколого-гидрогеологических и гидрологических
исследований природно-техногенных систем в районах газовых и
газоконденсатных месторождений.
В эколого-гидрогеологических и гидрологических исследованиях
неотложным является решение вопроса поиска эффективных и экономичных
методов изучения состояния и прогнозирования техногенных процессов в
целях: разработки стратегической концепции управления производством,
обеспечивающего нормальное состояние экосистем выработки тактики
решения комплекса инженерных задач, способствующих рациональному
использованию ресурсов месторождений; осуществления гибкой и
действенной экологической политики.
В основе эколого-гидрогеологических и гидрологических
исследований лежат данные мониторинга, разработанного к настоящему
времени с главных принципиальных позиций. Однако сохраняется задача
постоянной оптимизации мониторинга. Наиболее уязвимой частью
мониторинга является его аналитико-инструментальная база. В связи с чем
необходимы: унификация методик анализа и современного лабораторного
оборудования, которая позволяла бы экономично, быстро, с большой
точностью выполнять аналитические работы; создание единого для газовой
отрасли документа, регламентирующего весь
|
