Введение 3
Термины и определения 7
Перечень сокращений и обозначений 9
1 Анализ экологических рисков в нефтегазовой отрасли 11
1.1 Анализ существующих экологических рисков в нефтегазовой
отрасти 11
1.2 Анализ существующих мер снижения экологических рисков 21
2 Анализ системы экологической безопасности предприятия 27
2.1 Анализ производственной деятельности предприятия 27
2.2 Оценка экологических рисков на предприятии 36
3 Разработка технического решения по снижению экологических рисков. ... 59
3.1 Разработка мер по снижению экологических рисков 59
3.2 Анализ и оценка эффективности предлагаемых мер по снижению
экологических рисков 68
Заключение 75
Список используемых источников 78
Актуальность темы исследования обусловлена тем, что изменение климата, вызванное антропогенной деятельностью, считается одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается человечество и бизнес в настоящее время и будет сталкиваться в будущие десятилетия. Изменение климата оказывает существенное влияние, также и на природные системы, наличие ресурсов, экономическую деятельность.
Основной причиной изменения климата является выброс парниковых газов (далее - ПГ). Выбросы ПГ, образуемые нефтегазовой отраслью, являются достаточно существенными (12% от общего объема мировых антропогенных выбросов ПГ по сферам охвата 1 и 2, и 33% глобальных выбросов ПГ на сферу охвата 3 [1]). Одной из превентивных мер,
направленных на сокращение воздействия, является снижение углеродного следа нефтегазового сектора.
С этой целью данные по выбросам ПГ регистрируются в различных формах и доводятся до сведения заинтересованных лиц. Международная нефтегазовая отрасль также ведет учет и отчетность по выбросам ПГ от своей деятельности [2].
Согласно аналитическим данным средняя глобальная температура в 2022 году была на 1,15 °C выше средней температуры в 1850-1900 гг. Текущее и прогнозируемое изменение климата будет иметь далеко идущие и необратимые последствия для человеческих и природных систем, создавая риск для безопасности и устойчивого развития мировой экономики.
Декарбонизация (от англ. «decarbonization») - это комплекс мероприятий по снижению углеродного следа, тянущегося за большинством промышленных операций [Neftegaz.RU].
На сегодняшний день декарбонизация является одной из самых главных тем мировой энергетической повестки. Политика декарбонизации направлена на энергетический переход по снижению углеродоёмкости ВВП (сокращение выбросов парниковых газов, постепенное снижение доли углеродного топлива в энергобалансе, внедрение возобновляемых источников энергии (ВИЭ), развитие энергоэффективных технологий).
Снижение выбросов необходимо рассматривать в совокупности с другими важными вопросами, такими как модернизация предприятий и инновации, повышение энергоэффективности, экономия энергии и ресурсов. Исследования в этом направлении необходимы.
Для этого необходимо разработать методы оценки атмосферной эмиссии парниковых газов в нефтегазовой отрасли, оценить их эффективность и выбрать современную технологию декарбонизации производственной деятельности предприятия.
Объектом исследования магистерской диссертации будет являться действующий газоперерабатывающий комплекс.
Предмет исследования: экологические риски в нефтегазовой отрасли.
Цель исследования является выбор методов снижения выбросов парниковых газов в нефтегазовой отрасли.
Гипотеза исследования: если внедрить методы организации
производственного мониторинга выбросов парниковых газов на объектах нефтегазовой отрасли, то они позволять значительно повысить
эффективность существующих мер снижения выбросов парниковых газов на предприятиях нефтегазовой отрасли не менее чем 20%, как итого -
повышение энергоэффективности предприятий.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
- анализ существующих экологических рисков в нефтегазовой отрасти;
- анализ существующих мер снижения экологических рисков;
- анализ производственной деятельности предприятия и оценка экологических рисков на предприятии;
- анализ и оценка эффективности предлагаемых мер по снижению экологических рисков.
Для решения поставленных задач используется комплексный метод исследования, включающий анализ теоретических и практических данных в области снижения выбросов парниковых газов.
Теоретико-методологическую основу исследования составили труды ученых, научные статьи по анализу существующих экологических рисков в нефтегазовой отрасти РФ.
Базовыми для настоящего исследования явились также статистические данные существующих экологических рисков в нефтегазовой отрасти РФ.
Методы исследования: анализ статистических данных, системный анализ, методы оценки последствий возможных экологических рисков, обработки экспериментальных данных.
Опытно-экспериментальная база исследования: действующий
газоперерабатывающий комплекс в Республике Узбекистан.
Научная новизна данной работы: предложена методика оценки рисков и принятия мер по снижению экологических рисков, которая позволяет снизить выбросы парниковых газов и отличается от извечстных тем, что применены наиболее эффективные подходы по качественному и количественному методу снижения выбросов парниковых газов.
Теоретическую значимость будут иметь следующие результаты диссертационной работы:
- разработана система оценка рисков и принятия мер по снижению экологических рисков.
- выполнена оценка эффективности предлагаемых мер по снижению экологических рисков для конкретного предприятия и отрасли в целом, повышение энергоэффективности предприятий данного типа.
Практическую значимость заключается в применении теоретической значимости результатов исследований на газоперерабатывающих заводах нефтегазовой отрасли.
Достоверность и обоснованность результатов обеспечивались корректным применением методов исследований и результатами прооведенной оценки эффективности предлагаемых мер по снижению экологических рисков.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования.
Результаты отражены в статье «Анализ системы экологической безопасности газоперерабатывающего комплекса» в студенческом электронном журнале Студенческий» номер №8(262).
На защиту выносится:
- результаты анализа существующих экологических рисков в нефтегазовой отрасти;
- результаты анализа производственной деятельности предприятия и оценка экологических рисков на предприятии;
- результаты исследования производственной деятельности предприятия и оценки экологических рисков на предприятии;
- разработанные меры по снижению экологических рисков.
Структура магистерской диссертации работа обусловлена целью и задачами исследования, состоит из трёх разделов и содержит 14 рисунков, 16 таблиц, список используемых источников (34 источника). Основной текст работы изложен на 83 страницах.
В первом разделе проанализирована ситуация в области управления выбросов парниковых газов, включающая в себя законодательные, теоретические и методологические виды сокращения выбросов парниковых газов, а также методы декарбонизации, применяемые в нефтегазовой отрасли.
Так как во многих случаях прямые измерения выбросов ПГ, возникающих в результате определенной деятельности, практически нецелесообразны, к рассматриваемому объекту был применен расчетный метод количественного определения выбросов ПГ.
Результатом проведения исследования в первом разделе является анализ и изучение современных технологий декарбонизации, а также анализ производственной деятельности исследуемого объекта с точки зрения выбросов парниковых газов. Следующим этапом исследования будет проведение количественной оценки выбросов парниковых газов на действующем газоперерабатывающем комплексе для выявления наиболее значимых из них.
Также последующим шагом для исследования разработка инициатив для снижения выбросов ПГ на наиболее значимых источниках выбросов ПГ на исследуемом объекте.
Таким образом, можно сделать вывод, что декарбонизация - это длительный процесс с множеством неизвестных, поиск наиболее оптимальных решений и технологий по снижению выбросов.
Во втором разделе установлено, что все образуемые стоки на площадках комплекса, производственные и хозяйственно-бытовые, подвергаются предварительной очистке на соответствующих системах.
Экологические риски предприятия связаны с выбросами парниковых газов из различных стационарных и нестационарных источников.
На исследуемом объекте в категорию прямых выбросов при горении на стационарных технических средствах входит сжигание топливного газа и дизтоплива в стационарных установках.
В результате протекания химических и физических производственных процессов происходит сжигание заводского и других видов газа на факеле, продувки и опорожнения. Такие выбросы можно охарактеризовать как прямые выбросы ПГ, связанные с техническим процессом. Продувки на факел, работа запальных горелок и подача вспомогательного газа (факел кислого газа) имеют важнейшее значение для безопасной работы данного объекта.
На исследуемом объекте на производственных площадках имеется технологическое оборудование (запорно-регулирующая арматура, фланцевые соединения и предохранительные клапана) которое является источником утечек метана (СН4). Количество утечек на объекте на основании актов потерь газа на собственные нужды предприятия по категории «утечки».
Таким образом, на исследуемом объекте можно идентифицировать как прямые выбросы ПГ, так и косвенные энергетические выбросы. Конечно, такой учет не будет являться достаточно полным, поэтому необходима идентификация «других косвенных выбросов». В идеале, проведение идентификации «других косвенных выбросов» показывает наиболее полную картину выбросов ПГ по организации. Но также необходимо учитывать, что на такие выбросы сложней влиять в плане их снижения.
В третьем разделе в ходе исследования (опытно-промышленно испытаний) были конкретизированы фактические условия работы системы 55 при изменениях наружной температуры воздуха, потока сырого газа, температуры и раствора расхода амина (МДЭА) и прочих технологических параметров. Далее определены оптимальные параметры, обеспечивающие регламентные показатели качества очистки сырого газа, разработаны алгоритмы и проведена корректировка логики управления регенератов. Финальным этапом исследования явилось подтверждение полученных результатов на полной загрузке технологической нитки и обеспечение стабильной работы системы 55 после изменения логики управления.
Сокращение удельного расхода пара на ребойлеры регенератора системы 55 за период исследования с исходного значения 140 кг/м3 до оптимального 120 кг/м3 позволяет экономить каждые сутки 27,8 тыс.м3 топливного газа (от проектного объема) при 100% загрузке завода по газу, при этом обеспечивается регламентное качество очистки газа на выходе из системы 55. Внедрение результатов исследования позволит сократить потребление топливного газа на системе пароснабжения на 32% при 100% загрузке завода. Таким образом, снижение выбросов СО2 составит или 26,7 тыс. т СО2.
Установлено, что наиболее эффективным решением в условиях действующего завода является подключение паровой турбины (ПТУ) параллельно с РОУ, которая позволяет работать турбине с номинальной нагрузкой, а РОУ параллельно с турбиной с возможностью обеспечения дополнительного количества пара НД при необходимости.
Замена постоянно действующих редукционно-охладительных установок турбинами с противодавлением блочного исполнения с электрическим генератором (когенерационной установки), соответствующим необходимому давлению технологического пара НД, позволяет вырабатывать дополнительно электроэнергию, которая может быть использована на производственные нужды. Реализация данного метода декарбонизации позволит выработать собственную электроэнергию в количестве до 33 тыс. МВт-ч, что в свою очередь позволит сократить косвенные выбросы парниковых газов до 20%. В результате этого можно сделать следующий вывод, что в случае применения одной из выбранного метода декарбонизации возможно снижение выбросов ПГ в среднем до 20%.
По результатам анализа и оценки эффективности предлагаемых мер по снижению экологических рисков определено, что внедрения
турбогенераторных установок экономически выгодна для предприятия, так как экономический эффект составит 1096830000 руб.
1. Алиев Р., Захарчева К. Декарбонизация мировой экономики как фактор смены стратегий энергетических компаний в XXI в.: монография. М., Московский государственный институт международных отношений (университет) Министерства иностранных дел Российской Федерации, кафедра международных комплексных проблем природопользования и экологии, 2021. 175 с.
2. Газы парниковые, углеродный след продукции, требования и
руководящие указания по количественному определению [Электронный ресурс] : (ISO 14067:2018) ГОСТ P ИСО 14067-2021, утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30.09.2021 г. N 1032-ст. URL: URL: https://dsm.consultant,
ru/cgi/online.cgi?req=doc&ts=Fda03fTDjUC1EYz4&cacheid=C70EDlCC4A97EE8 8C02A4AC0DECEDC02&mode=splus&md=acrlIw&base=OTN&n=31825#bao03 fTRoCbryPrU/ (дата обращения 01.05.2023).
3. Газы парниковые, часть 1. требования и руководство по
количественному определению и отчетности о выбросах и поглощении парниковых газов на уровне организации [Электронный ресурс] : (ISO 14064-1:2018) ГОСТ P ИСО 14064-1-2021, утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30.09.2021 г. N 1029-ст. URL:
https://dsm.consultant.ru/cgi/online.cgi?req=doc&ts=Fda03fTDjUClEYz4&cacheid =C70EDlCC4A97EE8 8C02A4AC0DECEDC02&mode=splus&md=acrlIw&base=OTN&n=31544#uom0 3fnieQV0Wrs / (дата обращения 01.05.2023).
4. Газы парниковые, часть 2. Требования и руководство по количественному определению, мониторингу и составлению отчетной документации на проекты сокращения выбросов парниковых газов или увеличения их поглощения на уровне проекта [Электронный ресурс] : (ISO
14064-2:2019) ГОСТ P ИСО 14064-2-2021, утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30.09.2021 г. N 1030-ст. URL:
https://dsm.consultant.ru/cgi/online.cgi?req=doc&ts=Fda03fTDjUClEYz4&cacheid =C70EDlCC4A97EE8 8C02A4AC0DECEDC02&mode=splus&md=acrlIw&base=OTN&n=31550#5cn03 fTURkAT760k / (дата обращения 01.05.2023).
5. Газы парниковые, часть 3. требования и руководство по валидации и
верификации заявлений в отношении парниковых газов [Электронный ресурс] : (ISO 14064- 3:2019) ГОСТ P ИСО 14064-3-2021, утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30.09.2021 г. N 1031-ст. URL:
https://dsm.consultant.ru/cgi/online.cgi?req=doc&ts=Fda03fTDjUClEYz4&cacheid =C70EDlCC4A97EE8 8C02A4AC0DECEDC02&mode=splus&md=acrlIw&base=OTN&n=31826#P 1103 fTOioJQcCDzl / (дата обращения 01.05.2023).
6. Грицевич И.Г., Кокорин А. О., Юлкин М.А. Бизнес и климат. Мировой опыт компаний в деле снижения выбросов парниковых газов. ЮНЕП, WWF-Россия. 2005. 32 с.
7. Декарбонизация нефтегазовой отрасли: международный опыт и приоритеты России. Центр энергетики Московской школы управления Сколково; под ред. Т. Митрова, И. Гайда., март 2021г., 158 с.
8. Ильинский А. А., Афанасьев М.В., Саитова А.А. Основы декарбонизации нефтегазовой отрасли. С.-Петербург, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования ’’Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого”, 2022. 307 с.
9. МГЭИК, 2005 г., Специальный доклад «Улавливание и хранение двуокиси углерода», подготовлен Рабочей группой III Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Б. Метц, О. Дэвидсон, X. де Конинк, М. Лоос и Л. Мейер (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, https://www.ipcc.ch/ report/carbon-dioxide- capture-and-storage.
10. Нефтегазовая отрасль СНГ и глобальная климатическая повестка Взгляд в будущее сквозь призму долгосрочной ценности. [Электронный ресурс] // URL: ey.com/ru(дата обращения 01.05.2023).
11. О проведении эксперимента по ограничению выбросов парниковых
газов в отдельных субъектах Российской Федерации [Электронный ресурс] : Федеральный закон от 06.03.2022 №34-ФЗ (последняя редакция). URL:
https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_411051/(дата обращения 01.05.2023).
12. О сокращении выбросов парниковых газов [Электронный ресурс] :
Указ Президента Российской Федерации от 04.11.2020 №666. URL:
https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_366760/(дата обращения 01.05.2023).
13. Об ограничении выбросов парниковых газов [Электронный ресурс] : Федеральный закон Российской Федерации от 02.07.2021 №296-ФЗ. // URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_388992/(дата обращения 01.05.2023).
14. Об утверждении методик количественного определения объемов
выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов [Электронный ресурс] : Приказ Минприроды России от 27.05.2022 №371 (зарегистрировано в Минюсте России 29.07.2022 №69451). URL:
https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_423207/(дата обращения 01.05.2023).
15. Об утверждении методики определения проектируемых квот
выбросов парниковых газов в рамках проведения эксперимента по ограничению выбросов парниковых газов в отдельных субъектах Российской Федерации [Электронный ресурс] : Приказ Минэкономразвития России от 24.08.2022 N 452. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_425623/(дата обращения 01.05.2023).
...
34 источника