碳中和愿景下油氣儲運學科的任務

劉雪健

摘? 要：“碳中和”是指人類活動在一定時間內直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳，通過各種有效措施以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳，實現(xiàn)正負抵消，達到凈零排放。如果包括其他溫室氣體排放實現(xiàn)零排放，也稱氣候中和（氣候中立）。在“碳中和”愿景下，中國能源結構將發(fā)生巨大變革，能源消費結構將從傳統(tǒng)的化石能源向清潔低碳能源加速改變，與此同時，能源格局的地區(qū)不均衡性、新能源的競爭性及新技術的革命性均將進一步加快上述轉變，推動能源結構的變革。目前，隨著油氣在能源發(fā)展進程中的地位轉變，石油逐漸轉變?yōu)樯a(chǎn)原料，天然氣與新能源齊頭并進、協(xié)同發(fā)展，逐步形成非化石能源為主體，與煤、油、氣等傳統(tǒng)化石能源融合發(fā)展的能源供應體系。油氣儲運學科作為研究油氣和城市燃氣儲存、運輸及管理的交叉性學科，伴隨油氣資源的開發(fā)、利用而誕生和發(fā)展。在“碳中和”愿景下，油氣儲運學科的任務必然發(fā)生重要改變。基于此，本篇文章對碳中和愿景下油氣儲運學科的任務進行研究，以供參考。

關鍵詞：碳中和愿景下;油氣儲運學科;任務

引言

石油是保證人們日常生活質量、推動社會經(jīng)濟發(fā)展的重要能源。當前，我國工業(yè)發(fā)展速度逐漸加快，對石油的需求量不斷增多，我國除了國內石油供應外，也在積極開發(fā)國外市場。而石油資源開發(fā)、運輸以及銷售等多個環(huán)節(jié)與儲運作業(yè)密切相關，儲運流程的穩(wěn)定性與安全性對資源正常使用具有直接影響。因此，石油行業(yè)要深入分析石油儲運期間存在的危險、有害因素，并在此基礎上制定科學有效的應對措施，從而更好地推動石油行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

1油氣集輸儲運的概況

油氣集輸儲運工作從字面意思上來看，主要分為兩大環(huán)節(jié)，分別是儲存和運輸。儲存工作是指將油氣從油田作業(yè)的生產(chǎn)端收集起來，并進行密閉儲存運輸，將儲存好的油氣進行長距離管道或其他運輸方式進行運輸，運輸至目標使用地點。兩項工作具有前后順序，但復雜程度都較高，主要是由于油氣的兩大關鍵特點：第一，由于其表現(xiàn)形式較為特殊。傳統(tǒng)的運輸方式多集中為液體運輸，而油氣呈現(xiàn)為氣態(tài)形式，需要科學標準的氣壓要求和封閉的密閉空間，這些本身就給運輸工作和儲存工作帶來了極大的困難，不僅從硬件儲存設施上來說，還是從遠距離運輸風險性上來講都具有較高的工作難度。第二點，由于油氣屬于化學組成成分，同時也具備了化學元素所具有的典型特征，那就是遇到明火容易爆炸和燃燒，由此產(chǎn)生惡劣的安全事故。因此，在油氣儲存和運輸?shù)倪^程中也需要額外注意其容器的密閉性和外在環(huán)境，嚴格的隔離明火等容易引發(fā)安全事故的因素，保證油田產(chǎn)生的油氣都在合理管控的儲存和運輸范圍之內。

2影響集輸系統(tǒng)效率的因素

首先，會涉及到集輸設備的影響，集輸設備是保障油氣收集和運輸?shù)年P鍵性因素。通過依靠多種化學處理設備來實現(xiàn)油氣的分離和收集，同時在此基礎之上進一步完成相關的運輸環(huán)節(jié)，倘若在這個過程中，設備發(fā)生了老化問題漏洞等現(xiàn)象，那么輕則利用率較低，會產(chǎn)生大量的資源浪費，重則會出現(xiàn)油氣泄漏，甚至其他的重要安全事故，直接影響整個工程的安全和施工人員的生命安全。其次，會涉及到運輸和收集工藝的影響。在油氣處理的過程中，根據(jù)油氣特殊的化學性質，會涉及到增壓、加熱、分離、污染處理、運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，以上環(huán)節(jié)都對應著不同的化學處理工藝。傳統(tǒng)的設計工藝雖然能夠完成相關的工程作業(yè)，但是油氣的利用率較低，污染情況較為嚴重，同時工程較為復雜，流程時間也較長，而創(chuàng)新之后的工藝設計，不僅實現(xiàn)了各項工藝的一體化流程，極大地減少了中間過渡環(huán)節(jié)到時間和人力浪費，同時，還在這個基礎之上進一步實現(xiàn)了工藝技術的創(chuàng)新和研發(fā)。

3碳中和愿景下油氣儲運

3.1二氧化碳管道輸送技術

在碳達峰、碳中和背景下，CCUS將成為大規(guī)模降低碳排放的重要技術，而二氧化碳管道輸送是連接二氧化碳捕集地與封存地的關鍵環(huán)節(jié)。圍繞二氧化碳管輸技術難題，應通過專項技術攻關，突破密相/超臨界二氧化碳管道輸送工藝等系列技術，攻克密相/超臨界二氧化碳管道投運的管輸理論、泄放、止裂及風險評價等關鍵技術，研發(fā)可工程應用的技術體系和裝備，提升中國長距離工業(yè)規(guī)模密相/超臨界二氧化碳管道設計運行和安全防控水平，推動二氧化碳管道輸送規(guī)模化工業(yè)應用。

3.2甲烷回收管控技術

天然氣管道放空回收是加強碳排放末端治理的有效手段。需開展甲烷排放強度統(tǒng)計分析，研究車載一體式和橇裝式放空回收技術及裝置，并選擇典型站場實施示范應用，攻克多場景條件下壓縮機組成橇技術、壓縮機組放空回收效率提升技術，探索實施甲烷泄漏檢測、測量、控制，形成中國長輸天然氣管道自主可控的甲烷回收核心技術和裝備，有效控制甲烷排放量。

3.3氫儲運

氫能是一種清潔、零碳二次能源，且能量密度高，在未來可再生新型能源系統(tǒng)中發(fā)展?jié)摿薮蟆？稍偕茉措娊馑茪渑c石油化工副產(chǎn)氫將是氫能主要來源，西北地區(qū)制氫成本相對較低，依托以西氣東輸為主的天然氣管輸系統(tǒng)，可以一定程度解決中國能源分布不均衡的問題。當前，氫儲運安全、效率、成本是制約氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的主要瓶頸問題，也是國內外研究熱點。衡量儲氫的兩個指標分別是體積密度（kgH2/m3）和質量分數(shù)，當前儲氫方式包括高壓氣態(tài)儲存、低溫液氫儲存及固態(tài)儲氫等，事實上，氫安全高效儲存技術仍有極大探索空間。未來研究方向主要集中在輕質、耐壓、高儲氫密度新型儲罐的研發(fā)，低成本低溫工藝和材料研發(fā)，結合氫能利用場景的復合儲氫技術研發(fā)。

結束語

隨著中國管道工業(yè)的蓬勃發(fā)展，油氣儲運科技創(chuàng)新取得豐碩成果，在保障油氣管道安全高效建設與運行中發(fā)揮了重要支撐作用。展望未來，隨著高鋼級、大口徑、高壓力管道的廣泛應用、“全國一張網(wǎng)”的逐漸形成、能源革命和智能革命的逐步深化，管道產(chǎn)業(yè)不僅要為石油天然氣安全高效輸送提供保障，更要在融入能源互聯(lián)網(wǎng)、服務新能源輸送等方面發(fā)揮主力軍作用，深耕科技創(chuàng)新，驅動數(shù)智轉型，踐行低碳發(fā)展，為保障國家能源安全、完善現(xiàn)代能源體系建設提供堅強支撐，貢獻管道智慧和力量。

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