城镇燃气供应企业甲烷减排技术实践研究

城镇燃气供应企业甲烷减排技术实践研究

郑岩

宿迁中石油昆仑燃气有限公司 江苏省 宿迁市 223800

摘要：甲烷在大气中的寿命约为12年，可以快速产生增温效应，其全球增温潜势在20年尺度下约为二氧化碳的84倍。我国是世界上甲烷排放量最大的国家。自21世纪以来,我国人为甲烷排放量占全球人为甲烷排放总量的14%～22%，其中能源活动和农业活动是最主要的排放来源。开展甲烷减排不仅是减缓气候变化的必要手段，也将有效提升空气质量。自“十一五”时期起，我国陆续出台了一系列政策加大煤层气勘探开发力度，提高煤层气、煤矿瓦斯利用率，“十四五”时期首次将控制甲烷排放写入五年规划，2022年已启动研究编制甲烷排放控制行动方案。基于此，本篇文章对城镇燃气供应企业甲烷减排技术进行研究，以供参考。

关键词：城镇燃气；供应企业；甲烷减排技术；应用分析

引言

甲烷排放是制约城镇燃气经营企业转型升级的重要问题。国际社会对甲烷产生的温室效应越来越重视，欧盟和美国等已形成较为清晰的减排框架。甲烷减排不仅可以减缓气温上升速度，带来气候效益和环境效益，还可以回收甲烷，增加燃气经营企业的经济效益。研究表明，油气行业过半的甲烷减排活动是零成本，因此甲烷的监测、减排和利用将形成一个具有很大潜力的新兴产业。城镇燃气行业甲烷排放监测与治理体系尚不完善，目前，甲烷排放量化及减排研究较少，本文主要对城镇燃气行业甲烷减排的关键路径进行研究。

1城镇燃气管道的施工特点

1.1工程影响因素多

城镇燃气管道施工中，影响施工质量的因素相对较多，工期、施工材料、施工工艺方法等，都会对城镇燃气管道的施工质量造成影响。城镇燃气管道对施工质量要求较高，由于城镇燃气管道运行工况复杂，涉及用户使用安全，对管道的施工质量提出了较高的要求，如果城镇燃气管道工程在施工质量中存在瑕疵，不但影响城镇燃气管道工程的竣工验收，也会给城镇燃气管道的运行使用带来安全隐患。明确管道工程施工的影响因素，并采取有效措施予以规避，对施工质量的提高具有重要意义。

1.2施工安全隐患多

城镇燃气管道工程在施工中的影响因素较多，每一个施工阶段都会遇到各类问题，对施工质量造成较大的影响。城镇燃气管道施工主要是在野外及市政道路施工，受到温度、湿度、气候以及施工方法和施工工艺等影响，施工质量会受到较大影响，并且施工安全隐患相对较多，导致了整个施工的有效性受到影响，对城镇燃气管道工程的施工非常不利，增加了安全和质量管理的难度。因此，对于城镇燃气管道工程施工而言，做好质量管理并提高针对性，对施工质量的提高具有重要意义。

2管道泄漏甲烷减排相关性分析

管道泄漏是对输配环节甲烷减排贡献度较高的来源，探究管道泄漏造成的甲烷排放量与各类型管道泄漏造成的甲烷排放量的相关性，寻找出相关性较强且是降低趋势的管道类型，非常有意义。1990年—2020年各类型管道泄漏甲烷排放量与管道泄漏甲烷排放量的相关系数见表3。由表1可知，1990年—2020年与管道泄漏甲烷排放量走势一致且相关性很强管道类型分别为:未保护钢管主干管道、铸铁管主干管道、未保护钢管庭院管道、保护钢管庭院管道、铜管庭院管道、PE管主干管道。从美国管网统计数据可以看出，美国主干管道长度一直在增加，但是单位长度甲烷排放量较高的铸铁管、未保护钢管主干管道长度在逐年减少，单位长度甲烷排放量较低的PE管长度在逐年增加，管道的更新促进了甲烷减排。与管道泄漏甲烷排放量呈负相关的管道类型为PE管庭院管道、保护钢管主干管道。统计数据显示，多年来保护钢主干管道长度基本不变，随着年限增加，保护钢管泄漏的概率逐年增大，对管道泄漏甲烷减排作出负贡献。2020年PE管庭院管道长度相比1990年增加176%，虽然PE管单位长度甲烷排放量低，但是庭院管道长度的暴增，也导致这种类型的管道1990年—2020年甲烷排放增加，对管道泄漏甲烷减排作出负贡献。

3影响柱塞式封堵设备甲烷减排效益发挥的因素

3.1使用场景对设备甲烷减排效益的影响

柱塞式封堵设备应用场景广泛，使用场景是否具备条件对设备甲烷减排具有直接影响。其中，在用于切线作业或部分抢修时，需要应用切线点或漏气点附近的接线管件进行封堵，除了要求现场作业条件允许外，还需要管线图纸的精确性进行配合，这对由于管网走向与实际不符、历史接切线点在图纸无标记、管网运维人员能力与经验不足等造成的使用场景不匹配问题将影响系列设备的减排效益发挥。而对于闸井放散阀或调压箱维修或更换、楼前立管截门加装、引入口漏气修复等方面，由设备使用案例和其工作原理可推出，该系列设备的使用将发挥较大的的甲烷减排效益。据北京燃气研究院测算，2019年北京燃气因各类作业放空甲烷273t。若柱塞式系列封堵设备可替代传统作业方式的30%，可产生81.9t的甲烷减排量，折合113841m3天然气，以2.61元/m3计算可直接节约近30万元，若按当年北京市碳市场均价80元/t参与碳交易，可获得6552元收益。替代率的升高和碳价的增值直接作用于该系列设备的减排效益。

3.2推广手段对设备甲烷减排效益的影响

推广手段单一、推广力度不足、推广人员专业性不强等对柱塞式封堵设备的应用及甲烷减排效益发挥产生间接影响。目前，在技术持有者系统外推广方面，该系列设备的推广方式主要以参加城镇燃气设备展览会为主，辅之以个别的技术交流推广，推广方式较为单一，可持续性不强。在其系统内部推广方面，以分、子公司间的技术交流、设备试用、临时借用为主，未形成普遍意义上的具有随时持有、使用设备的具体情况。从推广人员来说，以其他岗位职工兼职为主，差异性较为明显，专业度不足、推广意识欠佳。以上因素间接影响了柱塞式封堵设备的甲烷减排效益在城镇燃气供应企业的发挥。

3.3建立健全甲烷排放监测监管支撑体系

重视甲烷排放数据的监测、核查，提升数据透明度，并推动相关平台和工具的建设。开展甲烷排放测量、测算方法体系研究，完善甲烷排放清单编制方法和甲烷统计体系。制定关键行业的甲烷排放技术标准，将甲烷控制纳入排污许可证管理体系，逐步将新建和现有的重要排放源纳入管控范围。在煤炭、油气等重点行业及山西、陕西等甲烷排放的重点区域，开展排放标准、排放监测、排放控制指南及最佳控制技术与最佳实践的试点和示范项目。

4甲烷排放监测技术

目前，城镇燃气行业甲烷排放监测方法主要为在易泄漏位置设置甲烷气体探测器，缺点是受范围限制，现场需要设置很多甲烷气体探测器，投入成本和运维成本高，运行维护也存在诸多问题。激光甲烷检测可快速发现微小的甲烷气体泄漏，同时根据探测区域内工艺设备的视频监控数据，快速检测甲烷气体泄漏浓度，锁定泄漏源位置，便于燃气经营企业及时进行维修、处置。大流量甲烷分析仪吸入的气体流速非常大，因为可以根据已知的吸入气体流量和检测的浓度计算排放率，它被广泛应用于燃气厂站内连接部及设备设施的泄漏检测中。

结束语

甲烷减排是实现城镇燃气行业碳减排的重要抓手。当前，城镇燃气行业要完善甲烷减排体系，提升甲烷检测技术水平，同时利用市场机制，进一步推动甲烷减排，助力油气行业早日实现碳达峰碳中和目标。

参考文献

[1]董新新.生物质可燃气变换-甲烷化双功能催化剂设计、性能及放大研究[D].东南大学,2020.002849.

[2]董新新,金保昇.生物质燃气变换-甲烷化双功能催化剂研究进展[J].化工进展,2019,38(12):5360-5371.