天然氣應用與節能減排方式之研究

張鴻剛

【摘 要】在應用天然氣過程中，節能減排是關鍵，這也是為了實現對天然氣資源的有效合理應用，為企業節省生產運營成本。本文探討了我國在天然氣方面的應用背景和相關節能減排技術，最后加以例證。

【關鍵詞】天然氣應用；背景；節能減排技術；油田；應用；液化天然氣

天然氣屬于化石能源中的一種，它擁有高清潔、高質量特性，而且污染排放低，是被世界所認可的新一代清潔型能源。當前，世界各國都在全面推動天然氣應用技術，希望用它來代替傳統非可再生資源，全面推動天然氣能源應用發展進程。為維護地球環境減少溫室氣體，就比如說對二氧化碳排放量的有效遏制，進而實現節能減排的效果。就目前來看，我國全面優化與改良能源結構已經箭在弦上，基于天然氣能源的的工程建設項目越來越多，天然氣應用與節能減排方式研究也已成為國家發展的重大課題，具有著極高的現實價值。

1 我國天然氣應用的的背景簡析

1.1 背景概述

當前碳排放量對環境變化的影響越來越嚴重，并且受到世界各國重視，就這一點來說，世界聯合國組織已經在哥本哈根會議上重點探討并希望尋求解決辦法。中國作為當前發展中國家的代表，也提出了希望在未來20年內平均GDP減排45%的承諾，希望構建高效型、節能型、低排放型的綜合性節能減排社會。為此，天然氣應用已經進入我國節能減排戰略章程體系。考慮到當前我國工業能源主要以石油、煤炭等化石能源為中心（約占到80%），而天然氣的應用比重僅為3%，所以在天然氣應用的調配與應用比重增加方面還任重道遠。但就長遠發展角度來看，對天然氣能源的利用比重調整對我國國力發展是有好處的，它不僅能夠優化國家整體能源利用的整體布局，實現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與粉塵對環境污染造成影響，就這一點來說非常有利于我國節能型社會的建設發展進程。

1.2 天然氣的應用優勢

天然氣在工業生產中具有高效性，它相比于其它化工材料優勢更多，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生產成本，也能相應提高工業生產效率。根據數據顯示，上世紀90年代之前，甲醇、合成氨等物質是世界范圍內應用最廣的化學原材料（約占到90%）。而90年代以后，天然氣逐漸取而代之，被人們更多應用于發電用能源及居民燃料體系當中。但在重型工業領域中，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，可能在經濟成本方面相比高于煤炭，但是從環境方面考慮，天然氣則更具長遠發展優勢，這一點應該為國家未來能源發展應用進程所重視[1]。

2 基于天然氣應用的節能減排技術研究

基于上述原因，天然氣近年來在我國工業生產能源體系中已經愈發占據重要地位，它的受重視程度以及關于它的研究領域發展規模也在逐漸擴大。可以講，天然氣目前已經被應用于各個工農業生產乃至生活領域，在未來，它也必將代替煤炭、柴油、石油等等成為國家工農業發展的主導能源形式。就我國來說，目前依然煤炭發電為主，但是在天然氣加入以后，城市能源結構需要進行合理化調整，為了有效降低能源消耗，應該開始采用天然氣能源來代替煤炭，強化城市建設的節能減排意識，改變當前我國煤炭發電占到國家總發電量80%比重的發展現狀。

目前，國內已經有某些地區開始嘗試發展和研究天然氣發電，該技術相比于傳統煤炭發電技術內容更加復雜，但是節能減排效果也更加。具體來講，用天然氣發電擁有以下兩點優勢。

第一，它將環境污染排放降到最低水平，在利用天然氣發電后，實際的二氧化碳排放量僅僅會達到煤炭發電的40%左右，氮氧化物排放也只有煤炭發電的20%左右，這就極大程度的減小了傳統煤炭發電所帶來的環境污染壓力。而天然氣所采用的是蒸汽輪機聯合循環機組技術形式，它相比于常規活力發電機組還具有污染排放低的優勢，已經被國家認可為“綠色生產機組”，是未來國家電力行業領域可以仰仗的可持續發展發電技術。

第二，天然氣發電對減輕電網輸電與電網建設壓力有一定作用，因為傳統煤炭發電對廠址選擇沒有太多約束，所以很容易造成發電生產過程中的周邊環境污染。但是天然氣發電則可以圍繞負荷中心來建設電廠，能夠實現工業工廠的就近供電。換言之，天然氣發電廠能夠與工業工廠一同選址，最大限度降低天然氣發電對于周邊環境的污染程度，同時就近供電也能提高工廠工業生產效率，并提高電網運行穩定性。可以預見，利用天然氣發電將成為我國未來能源發展的大勢所趨，隨著國家能源新政策的不斷出臺和新技術的持續研發，天然氣的應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全面采用液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG），該能源主要以液態形式存在，可在常壓-162℃的環境下實現液化，體積縮小近630倍，具有著較高的存儲率與運輸效率，且其雜質含量偏少，燃燒清潔，擁有著較為穩定的氣價，基本滿足了該油田的節能減排與環境改善要求。

3.2 對液化天然氣的具體應用

3.2.1 客運運輸應用

該油田采油廠位于偏遠地區，員工上下班非常不便，所以油田內部也安排了班車接送。考慮到班車數量眾多且頻繁，為了實現節能減排，專門將原有的柴油課程改為以新型能源為主的LNG客車，且取得了不錯的應用效果。

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

3.2.2 單井站發電應用

該油田單井站位置相對偏遠，而且具有小規模區塊限制，所以在勘探初期油田產量相對偏小。再加之油田處于河道與濕地等敏感地帶，所以對油田生產經濟效益影響較大。為了保證投資效益，降低生產產能投入，特別采用了基于LNG能源的移動式發電機組進行供電。在這里利用LNG的優勢就在于同樣生產工況下相比于柴油發電機效果更加，它極大程度降低了溫室氣體與有害氣體的排放，對環境污染控制也有奇效；再一點，該移動式發電機結構相對簡單，且擁有高質量、高效能，使用運行效能安全可靠，具有穩定的電壓頻率輸出效果。通過實踐數據來看，該設備每天能為油田生產節約200kw.h電量。

3.3 現場熱力施工應用

該油田擁有5臺洗井清蠟車，它們主要滿足當地油田的油井與集油干線的熱力輸送與清蠟熱洗任務。伴隨著當前節能減排任務的深入，該洗井清蠟車也采用了LNG能源，每年可以實現洗井作業1900h以上，且單臺鍋爐消耗柴油量可以達到12萬L，節約生產運作費用90.2萬元。而利用LNG燃氣鍋爐取代傳統燃油鍋爐后，也為該油田提升了生產效能[3]。

4 總結

天然氣在能源清潔與高效利用方面具有巨大優勢，相比于現在的非可再生能源而言對環境污染治理效果更佳，正在逐漸改變著我國能源利用結構布局，也迎合了國家工農業生產的節能減排政策，值得在未來進一步深入研究，并予以廣泛推廣應用。

【參考文獻】

[1]郭帥.天然氣應用與節能減排[J].資源節約與環保，2014（6）：26-26.

[2]王曼，王林平，覃川，等.天然氣凈化處理系統節能技術在靖邊氣田的應用[J].節能技術，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能減排的應用與發展[J].資源節約與環保，2014（1）：32-33，35.

[責任編輯：朱麗娜]