摘要：指出了石油天然气行业是国家在“十二五”期间SO2减排的重点控制行业,调查了我国石油天然气的生产和消费情况,以“十一五”前3年为基础,对行业“十二五”SO2排放进行了预测。分析了行业SO2减排的技术经济可行性,提出了行业SO2减排的主要控制途径和新增总量的控制措施。
关键词：石油天然气行业;二氧化硫;总量控制
作者简介：范 巍（1980—），女，黑龙江肇东人，工程师，主要从事油气田环境保护方面的研究工作。
中图分类号：F204
文献标识码：A
文章编号：16749944(2011)10014903
1 引言
SO2是大气中主要污染物之一,是衡量大气有无遭到污染的重要标志。“十一五”期间,我国对SO2提出了排放总量削减10%的目标并圆满完成,在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中,进一步明确提出了“十二五”期间主要污染物排放总量显著减少,SO2排放减少8%的约束性指标。石油天然气行业是国家在“十二五”期间污染减排的重点行业,因此其顺利完成总量减排任务,对我国全面完成减排约束性指标具有重要意义。
2 石油天然气行业主要生产情况
2.1 原油生产供应及消费情况
2009年,我国共生产原油18 948.96万t,同比降低0.49%,为近10年来首次下降,共生产天然气852.69亿m3,同比增长6.2%。根据国家统计局的数据,2009年底全年规模以上原油和天然气开采企业共323个,2009年生产原油前4个省份为黑龙江、山东、陕西、新疆,产量分别为4 000.7万t、2 828.2万t、2 695.9万t和2 512.9万t。
2009年我国原油表观消费量为3.88亿t,同比增长6.7%。按行业分,工业原油消费所占的比例最高,达到99%以上,这个比例在短期内不会发生根本性改变,主要作为成品油冶炼和化工产品生产的原材料[1]。
2.2 天然气生产供应及消费情况
2009年我国生产天然气852.69亿m3,与2008年相比增长6.2%,增幅大幅下降。全国天然气探明储量的80%以上分布在鄂尔多斯、四川、塔里木、柴达木和莺一琼5大盆地,其中前3个盆地天然气探明储量超过了5 000×108m3。
根据国家统计局的数据,2009年,我国天然气累计产量为852.69亿m3,同比增长6.2%。2009我国天然气产量前5个省(市、区)是新疆、四川、陕西、广东、青海,产量分别为245.39亿m3、193.56亿m3、189.52亿m3、58.43亿m3、43.07亿m3,其产量合计占全国天然气总产量的85.61%。
2009年,在全国天然气消费总量中,工业燃料和化工用气占78.3%,城市燃气消费占17.6%,燃气发电用气占4.1%。随着西气东输、陕京二线、忠武线、涩宁线等长输管线建成投产,用气区域迅速向经济发达的沿海市场转移,城市燃气和发电用气明显增加,工业燃气和化工原料用气逐步减少。2008年,我国天然气消费结构为工业燃料占30.5%,化工用气占31.5%,城市燃气占28%,燃气发电占10%。
3 石油天然气行业SO2排放预测
3.1 行业单位产量SO2排放情况
根据2006~2008年石油天然气开采业单位产量SO2排放量进行相应回归,结果见图1。
图1 石油天然气开采业单位油气当量SO2排放量
石油天然气开采业单位油气当量SO2排放量回归公式为:
y =-0.050 3ln(x)+1.295 6 R2=0.996 4(1)
x为年份,2006年为1,2007年为2,2008年为3,则2009年为4,2010年为5,2015为10。y为单位油气当量SO2排放量(t/万t)。将x=4代入公式进行验证,2009年预测单位油气当量SO2排放量为1.37t/万t。2009年,我国实际原油产量为18 948.96万t,天然气产量为852.69亿m3,则油气当量为25 743.3万t。按公式进行计算,预测2009年石油天然气开采业SO2排放量为3.53万t,2009年石油天然气开采业SO2排放量为3.53万t,证明用本公式预测SO2排放量切实可行。将x=5代入公式进行计算,2010年预测单位油气当量SO2排放量为1.21t/万t,将x=10代入公式进行计算,2015年预测单位油气当量SO2排放量为1.18t/万t。
3.2 行业石油天然气产量预测
2010年我国原油产量为19 000万t,天然气产量为920亿m3,则油气当量为26 330.68万t,从而得出2010年石油天然气开采业SO2排放量值为:26 330.68万t×1.21t/万t=3.20万t。目前,国内还没有2015年油气产量的规划,根据我国近年来石油天然气开采业的发展趋势,天然气产量则逐年上升,2006~2008年天然气产量及2010年预测产量变化趋势见图2，得到回归公式为:
y=82.669x+519.47 R2=0.984。(2)
x为年份,2006年为1,2007年为2,2008年为3,则2010年为5,2015为10。y为当年天然气产量(亿m3)。依据此趋势对2015年天然气产量进行预测,2015年为10,则2015年天然气产量预计为:82.669×10+519.47=1 346.16亿m3。
近年来原油产量基本保持稳定,预计2015年原油产量仍将维持在19 000万t左右。2015年预计油气当量为19 000+1 346.16×108/1 255=29 724.6万t。2015年石油天然气开采业SO2排放量预测值为29 724.6万t×1.18t/万t=3.51万t。
3.3 石油天然气行业SO2排放量预测
根据行业单位产量SO2排放情况和行业石油天然气产量预测,行业SO2排放量预测结果见表1[2]。
注:油气当量计算依据为1 255m3天然气=1t原油。
3.4 行业发展面临的减排问题
随着我国石油天然气勘探开发技术的发展,中国已经发现了多个大型气田,但多数为高压、高含硫和高风险气田,这些气田的开发,虽然保证了国家的能源供应,但开发工程具有很大的环境风险,而且开发过程会产生大量的SO2排放。含硫气田开发、“煤代油”工程的实施,增加了大气污染物的排放量。国家对污染物减排实行绝对量控制,企业生产规模扩大与排污指标不足的矛盾凸显。
4 行业SO2减排技术经济分析
4.1 行业典型企业SO2减排投资分析
对行业某典型企业截止到2009年前一段时间内的SO2治理情况进行了调查,共投资6.86亿元,实现SO2减排能力7 855t,投资效率为8.73万元/t。其中,电厂烟气脱硫项目总投资8 105万元,实现SO2减排能力2 205t/年,投资效率为3.68万元/t;脱硫装置建设与改造项目总投资9 660万元,实现SO2减排能力5 112t/年,投资效率为1.89万元/t;生产装置污染源治理与控制项目总投资2.63亿元,实现SO2减排能力139t/年,投资效率为189.07万元/t;清洁燃料替代项目总投资2.35亿元,实现SO2减排能力2 383t/年,投资效率为20.47万元/t。可以看出,电厂脱硫是减排的主要方式,也是最经济的减排方式。
4.2 行业SO2减排投资需求分析
（1）如果不采取任何新增措施,石油天然气开采业SO2排放量将以每年1.68%的速度增长。
（2）如果控制在2008年3.14万t的水平,2015年需要减排SO20.37万t,需要投资3.23亿元。
（3）如果控制在2010年3.20万t的水平,则2015年需要减排SO20.31万t,需要投资2.71亿元。如果仅从生产装置污染源治理与控制上减排SO2,则2015年减排0.31万tSO2,需要投资58.61亿元。
（4）如果控制在2010年3.20万t减排8%的水平,2015年需要减排SO20.57万t,需要投资4.98亿元。如果仅从生产装置污染源治理与控制上减排SO2,则2015年减排0.57万tSO2,需要投资107.77亿元。
4.3 行业SO2减排可行性分析
根据行业典型企业的投资力度，产生的减排效果以及行业SO2减排投资需求分析,如果把自备电厂包含在该行业内,同时国家允许继续实行清洁燃料替代,行业2015年SO2完成在2010年基础上减排8%的目标可行。
由于石油天然气开采业减排SO2的主要途径之一是自备电厂脱硫,而在“十一五”期间主要电厂已经采取了脱硫措施;且部分地方政府拟要求石油生产企业以煤带气,以保证民用气。因此,要实现2015年SO2在2010年的基础上减排8%难度较大。
随着含硫天然气的开采增加,SO2减排的压力也进一步增大,天然气生产进一步进行减排的途径主要局限在天然气脱硫尾气治理上,投资需要大幅度增加。虽然增加生产区域的SO2排放量,但可以为社会减排大量的SO2。以生产天然气300×108m3/年为例,天然气总计可替代燃煤约5 585×104t/年,燃油2 765×104t/年。燃烧天然气与燃烧油和煤相比,SO2排放量分别减少了26.45×104t/年和89.08×104t/年,可极大地改善收益地区的环境空气质量。因此,应该对含硫天然气生产产生的区域SO2减排效益进行考虑,新增产能的SO2指标应该由受益地区转移计算,可有效解决行业的SO2总量控制问题。
5 结语
由于近年来清洁生产技术和减排措施的实施,单位油气产量SO2排放量在持续下降,但受到产能上升影响,石油天然气行业SO2排放量仍逐年增加。但在现有技术经济条件下,由于自备电厂脱硫装置已较为齐备,行业进一步进行减排的途径主要局限在了天然气脱硫尾气治理上,且投资需要大幅度增加,因此,实现2015年SO2在2010年基础上减排8%的技术经济可行性较低。
因此建议对于石油天然气行业现有企业可以根据其能够采取的减排途径上确定合理的减排量,对于生产天然气新建项目可以按照批复确定新增总量,由受益区域转移计算,不在现有减排范围内。
参考文献：
［1］
中国经济信息网.中国行业年度报告系列之石油天然气(2009年)［R］.北京：中国经济信息网，2009.
［2］ 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴(2007、2008、2009年)［R］.北京：中华人民共和国国家统计局，2009.
A Discuss of Sulfur Dioxide Emission Control of Chinas Oil and Gas Industry
Fan Wei,Li Xingchun,Long Fei
（1.Chinas oil security environmental protection technology research institute;2.CNPC(China National Petroleum Corporation）
Abstract:Oil and gas industry is the key industry of sulfur dioxide emission control during the “Twelve five-year” period of China.This paperinvestigates the situation of Chinas oil and gas production and consumption and predicts the sulfur dioxide emissions during the “Twelve five-year” period based on the first three years of the “Eleventh Five-Year” period.Besides,it also analyses the technical and economic feasibility of the controlling of sulfur dioxide emissions in oil and gas industry and puts forward the main control means.
Key words:oil and gas industry;sulfur dioxide;emission control
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