石油和天然气

减少石油和天然气生产排放的途径

子的角度

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Jørg Aarnes

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全球氢铅和CCS

发布日期:2020年10月6日


  • 乐动体育登录DNV GL的2020能源转型展望预测到2050年,全球石油和天然气行业的碳排放量将减少三分之一,但仍将面临更快脱碳的压力
  • 石油和天然气公司正在寻求通过电气化、减少燃除和排气、数字化提高效率和加强合作来实现脱碳生产
  • 如果没有政策支持,油气价值链的氢“深度脱碳”以及碳捕获和存储将在2035年后才会实现
  • 预计向脱碳和绿色气体的过渡目前太慢,无法达到《巴黎协定》限制全球变暖的目标。

DNV GL的一项新研究加强了全球油乐动体育登录气行业的预期,即为了维持其社会运营许可证,其价值链脱碳的压力越来越大。2020年能源转型展望据估计,石油和天然气将占世界能源相关二氧化碳(CO2)的排放量(图1),以及占CO总排放量的80%以上2甲烷(以CO为单位)2等价物)。2018年至2050年期间,全球能源相关排放量将减少一半左右,而整个油气价值链的排放量将下降三分之一。

《展望》列出了DNV GL对本世纪中叶全球乐动体育登录能源系统单一可能未来的建模。它预测,在能源转型过于缓慢、无法实现《巴黎协定》限制全球变暖的目标的背景下,行业趋势将会出现。这意味着政府、监管机构、投资者和社会将对该行业提出越来越多的要求,以实现其价值链的脱碳。

“我们看到石油和天然气行业越来越多地将能源转型置于其议程的中心,但气候变化和减少能源转型的雄心正在超过行动的速度。DNV GL油气公司首席执行官Liv A. Hovem表示:“油气行业需要为一个不接受碳排放的能源系统做好准备。乐动体育登录

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脱碳
图1:DNV GL预乐动体育登录测,到2050年,石油和天然气仍将在能源结构中发挥关键作用,其价值链将占能源相关排放的大部分。
该行业需要为一个不接受碳排放的能源系统做好准备
Liv A. Hovem,
  • 首席执行官
  • 乐动体育登录DNV GL -石油和天然气

企业关注上游排放以显示快速反应

乐动体育登录DNV GL关于石油和天然气行业能源转型展望的专门报告阐述了石油和天然气公司目前如何将重点放在脱碳生产上,脱碳生产排放的温室气体(GHGs)以CO为主2还有甲烷,天然气的主要成分。尽管该行业四分之一的碳排放来自于将石油和天然气从地下开采到消费者手中的过程,但上游只占4%左右,制定减少碳排放的目标可以证明行动迅速。几家大型石油和天然气公司的目标是在2050年或更早之前实现碳中和的勘探和生产。1

Hovem说:“我们预计,油气生产的减排将在短期内主导行业的脱碳议程,解决方案将在本世纪20年代迅速推广。”

许多国家的运营商和行业协会23.制定减少生产排放的中长期目标,下文将介绍已经在进行的减排工作。

油气平台电气化加快步伐

通过海上作业电气化来减少排放,而不是使用井口天然气和柴油作为船上发电机、气体压缩机和泵的燃料,这是一种日益增长的趋势。

中国海洋石油(CNOOC)正计划将陆上电网的电力输送到两个固定的高压交流电力平台,这将是中国首个平台电气化。在阿联酋,ADNOC的海上生产设施将通过该地区首个高压直流海底输电系统连接到阿布扎比电力公司的陆上电网。

根据挪威石油理事会的数据,到2023年,16个挪威大陆架(NCS)设施将从岸上接收电力(图2)。4该理事会估计,这将减少相当于挪威石油和天然气行业2019年排放量的四分之一。英国大陆架(UKCS)运营商正在考虑通过海底电缆使用可再生能源。其中包括英国石油在北海中部和设得兰群岛西部的开发项目。荷兰的运营商已经同意在2017年至2020年12月期间将甲烷排放量减半,荷兰政府一直在研究如何进一步减少甲烷排放量。荷兰近海的海王星Q13a-A平台已经接收了来自海岸的电力,其他平台可能会效仿。

石油和天然气平台电气化
图2:20 2020年6月挪威大陆架电气化状况(来源:挪威石油理事会)

整合油气与可再生能源资产

运营商还开始将太阳能光伏、波浪能和风能等可再生能源与陆上和海上油气生产结合起来。意大利运营商埃尼集团和阿尔及利亚国家石油公司Sonatrach通过在Bir Rebaa North合资的10兆瓦太阳能光伏电站,为撒哈拉沙漠403区块的天然气处理提供电力。他们可能会将太阳能扩展到阿尔及利亚的其他地方。5埃尼集团和都灵理工大学正在研制100千瓦峰值功率的惯性海浪能量转换器(ISWEC),用于工业用途,包括大中型海上平台。6ISWEC是一个利用波浪和太阳能光伏能源的综合发电厂,在意大利近海成功试运行。

乐动体育登录DNV GL的能源转型展望预测海上风力发电能力将迅速增加(图3),更低廉的相关成本将使石油和天然气设施更多地使用风力发电。Equinor将在NCS上开发Tampen Hywind,作为第一个为海上石油和天然气平台提供动力的浮动风电场。英国监管机构石油和天然气管理局(OGA)呼吁英国石油和天然气行业直接从海上可再生能源中获取电力,以获得商业利益并减少排放。7


减少石油和天然气行业甲烷排放

降低海上和陆上生产排放的其他共同目标包括减少石油和天然气加工废气的不完全燃除;阻止价值链上甲烷的短暂(意外)泄漏;减轻(出于安全或技术原因)在压缩机、泵和阀门等点故意排放甲烷的需要;此外,还要加大力度探测和阻止甲烷的排放。一些运营商已经将耀斑/排气量作为日常运营的关键绩效指标。8

国际能源署(IEA) 2020年甲烷跟踪报告估计,石油和天然气行业的甲烷排放量相当于8100多万吨CO22019年:4%来自不完全燃除,28%来自逃逸释放,68%来自排气。9在热点地区中,美国页岩气热潮导致燃烧造成的排放量在10年里翻了两番,因为在一些页岩地区,由于缺乏收集基础设施和管道能力,排放或燃烧廉价天然气比运输给买家更便宜。10

国际能源署估计,燃烧产生的排放量中约有75%是可以避免的,如果捕获的天然气能够商业化,则可以在不需要任何净成本的情况下减少40%。这就是尼日利亚计划的基本原理,该计划旨在每年吸引35亿美元的外来投资者,以购买该国11%的天然气产量。尼日利亚希望这些天然气将被用作燃料或原料,以促进当地经济。


先进的卫星技术可以探测到甲烷泄漏

石油和天然气公司越来越多地使用先进的卫星技术来探测和测量甲烷排放。卫星分别由加拿大GHGSat公司运营11和欧洲航天局已经在各种石油和天然气作业中发现了严重的甲烷泄漏。GHGSat还帮助壳牌公司减少全球各地的甲烷泄漏。12英国石油公司为其北海资产在一架固定翼遥控无人机上测试了先进的甲烷传感器。13埃克森美孚公司正在通过卫星、空中无人机、直升机和飞机对甲烷探测进行现场测试。环保组织环境保护基金(EDF)计划的甲烷卫星(MethaneSAT)将进行更高分辨率的测量,降低石油和天然气作业点源甲烷排放的量化成本。

BP、EDF、埃尼、Equinor、壳牌、道达尔和Wintershall Dea共同向欧盟提出了政策建议,以规范甲烷排放数据收集。20多家领先的石油和天然气公司致力于甲烷指导原则伙伴关系,承诺减少甲烷排放。三个行业组织——石油和天然气气候倡议组织、国际石油和天然气生产商协会以及IPIECA——正在合作制定检测、监测和报告此类排放的最佳实践指南。


数字化和数据分析提高了效率

乐动体育登录DNV GL希望数字技术和数据分析能够通过提高生产的能源效率、更好地控制燃除、改善泄漏风险和其他意外气体排放的管理来减少上游排放。例如,先进的可穿戴工具通过视频或其他数据交换方式将人员与全球专家连接起来,可以推动更好的操作和维护决策。越来越流行的解决方案,如遥测技术这将意味着专家们需要更少的旅行和住宿。通过使用由先进传感器和机器视觉支持的机器人技术,检查也将变得越来越自主。更少的船上人员——以及更多远程操作的无人平台——将减少所需的能源,从而减少相关的排放。

通过更准确地预测问题,更及时地进行干预,接收和自动化分析来自数字传感器和油田作业其他来源的数据,可以减少意外排放的几率。14

至于海上供应链,GPS跟踪和算法将优化物流路线,降低燃料能耗和排放。增材制造(3D打印)将创造在使用地点或附近制造部件或更大产品的能力,进一步降低运输能源需求和排放。15


需要更多的合作

Hovem说,伙伴关系将“在扩大脱碳创新和新技术方面至关重要”。业界正在讨论电气化和能源效率管理的最佳实践。运营商和供应商正在确定供应链的减排措施。例如,NCS石油和天然气公司和挪威船东正在探索如何减少供应船的排放。

一些运营商正在考虑是否采用一套通用的关键绩效指标来报告排放进展。一些石油和天然气行业的公司可能会采用基于科学的目标。例如,油田服务和设备巨头斯伦贝谢致力于多方利益相关者的科学目标倡议,鼓励公司制定与《巴黎协定》目标一致的温室气体减排目标。

Hovem建议:“为了开发减少上游排放的技术,公司可以考虑支持合作联合工业项目(JIPs)和研究中心的项目,以及他们自己的研发工作。”乐动体育登录DNV GL的全球实验室和专家网络发起和管理JIPs,通常会产生与油气作业排放和效率相关的建议实践和标准。推荐实施规程DNVGL-RP-F302海上LDsports火箭联盟泄漏检测就是一个例子。

世界海上风电装机容量
图3:DNV GL预乐动体育登录测全球海上风电装机容量将大幅扩大,从2018年的23吉瓦(GW)增加到2050年的约1270吉瓦。(图表:DNV GL乐动体育登录 2020能源转型展望)

政策是整个价值链脱碳的关键

能源转型展望模型显示,75%的行业排放来自石油和天然气的燃烧,是生产和分销的三倍(图4)。DNV GL预计,到2050年,行业将广泛采用每桶石油或天然气消耗的生命周期排放量来衡量。乐动体育登录目前,人们常用每桶生产的碳排放量来衡量生产的碳强度。排放报告转变的驱动力包括国家净零目标和其他相关政策,以及来自投资者、其他行业和社会的外部压力。16

《展望》阐述了碳捕集与封存(CCS)如何使天然气消费脱碳,并支持将其与可再生能源一起用作过渡燃料。低碳氢可以部分或全部取代现有天然气网络中的天然气。CCS和技术是可行的,但必要的政策框架才刚刚成型,而且只是在一些地区。乐动体育登录DNV GL在《展望》中预测,从21世纪30年代中期开始,这些政策将开始催化油气行业向碳氢化合物脱碳者和CCS供应商的转变。然而,该公司还预测,向脱碳和绿色气体的过渡将过于缓慢,无法实现《巴黎协定》的目标。

Hovem总结道:“政府越快地鼓励行业采用技术,比如通过具有竞争力的碳价格,行业就会越快地将技术从成本学习曲线上拉下来,使其在财务上独立可行。”



参考文献

1.“OGCI设定碳强度目标”,油气气候倡议新闻稿,2020年7月16日
2.“挪威大陆架未来的能源工业:2030年和2050年的气候战略”,KonKraft报告2020-1,查看norskoljeoggass.no
3.“通往净零盆地的道路:生产排放目标”,英国石油和天然气公司,2020年6月
4.“从海岸到挪威大陆架的电力”,挪威石油理事会,2020年6月
5.“UKCS能源整合:最终报告”,石油和天然气管理局,2020年8月
6.“Sonatrach首席执行官Toufik Hakkar在阿尔及尔会见了埃尼首席执行官Claudio Descalzi”,埃尼公司新闻稿,2020年7月
7.埃尼公司2019年12月的新闻稿称:“埃尼、CDP、Fincantieri和Terna联手创建了一家新公司,用于工业规模的波浪能发电站建设。
8.“UKCS燃除和排放报告”,石油和天然气管理局,2020年9月
9.“2020年甲烷跟踪”,国际能源署,燃料报告- 2020年3月
10.美国2019年,油田再次燃烧并释放出更多的天然气-数据',格鲁姆,N,希勒,J,路透社,2020年2月3日
11.“探测到来自太空的甲烷泄漏可能预示着一场革命”,卡朋特,S,福布斯网站,11月27日
12.“卫星显示新的重大天然气工业甲烷泄漏”,路透社Nasralla, S, 2020年6月26日
13.“BP北海在世界首个甲烷监测项目中部署火星技术”,BP新闻稿,2019年9月10日
14.”避免事故和节省成本的更聪明的方法, D乐动体育登录NV gl,视角
15.”让石油、天然气和海洋部门对“打印”部件放心乐动官网网址, D乐动体育登录NV gl,视角
16.“通往净零的道路”,英国气候大会,最终报告,2020年9月

石油和天然气行业二氧化碳排放
图4:范围3在整个价值链上的排放,包括终端使用,远远超过范围1中公司自有或控制业务的直接排放,也大于范围2中间接排放,如购买的电力、蒸汽、加热和冷却。(图表:DNV GL乐动体育登录 2020能源转型展望)

下载2020年能源转型展望报告和建议做法:

油气行业即将转型吗?

下载ETO 2020年油气报告

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