天然气压差还能发绿电？首个零碳油气场这样实现

撰文 | Yinyin

编辑 | 小棠

→ 这是《环球零碳》的第835篇原创

就在前两天，中国石油塔里木油田西气东输第一站压差发电工程正式投运，并成功通过压差动能回收系统发出了零碳电——这次的零碳，是不加引号的那种。

这也让西气东输第一站在供应天然气资源的同时，成为了塔里木油田首个零碳油气场站。

塔里木油田的这套压差发电工程是于今年4月14日开工建设的，本次主要建设了1台压差发电机组及其配套设备。

而一套设备的年发电量就可以达到520万千瓦时，所发电量将全部输送至附近高压配电室，为周边油气生产场站提供能源。

这些绿色电力可完全中和西气东输第一站全年装置驱动、管道维护、输供气等日常生产中的碳排放，实现场站零碳运行。

图说：塔里木油田西气东输第一站

来源：新疆新闻

前不久生态环境部发布了《关于做好2023-2025年部分重点行业企业温室气体排放报告与核查工作的通知》，要求全面核查石化行业碳排放。

通知明确指出，石化行业年度温室气体排放量达2.6万吨二氧化碳当量及以上的重点企业纳入本通知年度温室气体排放报告与核查工作范围。

而油气开采、运输等上游环节会使用大量电能，涉及企业范围二的排放，也是开展节能减碳工作的重点环节之一。

利用天然气压差发电，则是一项既清洁又高效的能源回收技术：将输气管道中的调压阀替换为膨胀机设备，利用压差能量进行动能回收，进而驱动发电机发电。 运行发电过程不消耗天然气，不产生污水、废气及固废等。

通过最基本的物理学原理，利用压力能、动能、电能之间的相互转换，就能绿色、高效地进行节能减碳，也让人感慨：大道至简。

天然气压差如何发电？

在天然气长管线运输过程中，为克服沿程阻力保障天然气正常输送，多采用高压管线。其中，国外燃气管道的输送压力一般为8～12MPa，国内输气压力最高可达到10MPa。

而城市管网压力最高为4.0MPa，民用管网压力仅为0.01MPa，管道与管道之间只有逐级减压，天然气才能进入千家万户。

可见在天然气开采、输送和利用地过程中，天然气压差巨大。但很长时间里，天然气由高压管网进入低压管网时，基本都采用调压阀节流的方式降低天然气压力，因此天然气运输积聚的内部能量也就被浪费了。

在“天然气压差发电”这项技术成熟之前，天然气运输过程中的压力能总是显得有些“鸡肋”：“食之无味”但又弃之可惜。

但现在，西气东输第一站压差发电项目的成功投产，有效降低了轮库线天然气调压造成的能源浪费。天然气余压不仅能发电，发的还是零碳电。

“天然气压差发电”的技术核心在于，利用压差将天然气导入膨胀设备，将压力能转化为机械能，进而驱动发电机发电，最终实现压力能到电能的转化。

图说：压差发电工艺简图

来源：参考网

膨胀发电系统由膨胀机（核心部件）、发电机、自动控制系统（PLC等）、辅助系统（供油、降温、管件等）及配电系统等部分组成。通过压差发电与网电联合的供电模式，从而实现压差发电机组发电量完全自发自用。

塔里木油田各类集输和长输站场天然气输量巨大，且分输节流调压场景丰富，可利用的余压（压差）潜力巨大。借助天然气压差发电技术，除了能够实现零碳电量自发自用，还可以提高供电系统的安全可靠性，以减少在发生电力故障时造成的损失。

西气东输第一站承担着塔里木油田85%以上的天然气外输任务，也是连接天然气上游各气田和下游输气管网的重要枢纽站。据科技日报记者报道，目前，该站人员正紧密跟踪压差发电机运行指标，精细运维管理，为后续推广应用做好技术经验储备。

各种技术多管齐下，油气行业未来已来

当前，油气上游企业一方面要面对节能减碳的压力，碳市场扩容的信号愈发强烈，可以预测石化行业加入碳市场就是一两年的事了。

另一方面，全球油气勘探开发进程中，每年都有大量的资源、能量被浪费掉。

为了完成“双碳”目标，也为了实现高质量发展，目前国内很多油田都在紧锣密鼓地进行绿色技术、新型节能技术的布局。

在本月，国内首座“碳中和”原油库落地油田，它是位于山东东营的新东营原油库。

新东营原油库从项目设计到建设全过程探索节能降碳路径，应用光伏绿电，开展能源梯级利用降低生产能耗，实施电厂蒸汽替代传统加热炉，畅通绿电、蒸汽多能互补的“碳中和”路径，打造了零异味、零泄漏、零固废、零排放的绿色智能原油库。

图说：新东营原油库

来源：搜狐网

北京绿色交易所证明了新东营原油库2022年10月20日至2023年10月19日期间因自身运营产生的温室气体排放，已通过油田胜大生态林场碳汇造林项目产生的碳汇量进行了等量抵消，实现了自身运营“碳中和”。

而除了应用光伏绿电降碳、CCUS碳捕获、碳汇抵消净碳等技术和方式之外，油田也开始有意识地引入节能提效技术减碳。

比如胜利油田、中原油田所采用的一种应用于游梁式抽油机的双效装置，能够将抽油机做功时的势能高效转化为动能，既增效又节能，实现对机采过程中能量的高效利用。

各种技术多管齐下、优势互补，在完成双碳目标、推动高质量发展的同时，油气上游企业，也能成为绿色发展的靓丽风景线。

首图来源：国际燃气网

图片来源：GettyImages

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