Влияние газовой промышленности на глобальное изменение климата

Актуальность исследования воздействия газовой промышленности на глобальное изменение климата обусловлена возросшими в последние годы уровнем добычи природного газа, что приводит к росту выбросов метана в атмосферу. Глобальные изменения климата вызывают опасения как ученых-климатологов, так и обычных людей. Причин изменения климата множество, но среди них основной является поступление в атмосферу парниковых газов, к числу наиболее опасных парниковых газов относят не только углекислый газ, но и метан.

К числу антропогенных источников поступления метана в атмосферу можно отнести газовую промышленность. Добыча, переработка, транспортировка, хранение и распределение природного газа могут сопровождаться выбросами метана. Источниками метана при этом являются неплотности оборудования и технологическая необходимость стравливания газа при проводимых ремонтах, пусках-остановках оборудования на производственных площадках и т.д. Количество выделяемого метана уменьшается при применении мер против утечек и технологий утилизации попутного нефтяного газа.

Россия является крупнейшим поставщиком природного газа. Между тем, добыча его в суровых арктических условиях часто сопровождается выбросами метана, По оценке ученых, арктическая зона богата метаном, а разовые выбросы этого газа в атмосферу способны спровоцировать изменение климата не только в арктическом регионе, но и во всем мире [4, с. 6].

Согласно информации Международной топливной ассоциации, метан занимает второе место после углекислого газа по степени опасности для окружающей среды [3, с. 54]. Уже сейчас для стабилизации содержания парниковых газов необходимо сокращение выделения метана в атмосферу примерно на 15%.

Как парниковый газ метан имеет высокую степень воздействия на изменение климата. Его прямой радиационный эффект в 11 раз выше по сравнению с основным парниковым - углекислым газом (СО2). Кроме прямого участия в парниковом эффекте метан способствует разрушению озонового слоя: в стратосфере он реагирует с гидроксильными радикалами, которые являются основными компонентами, дезактивирующими многие соединения, в том числе фторхлоруглероды, разрушающие озоновый слой. Общее влияние метана на глобальное потепление оценивается в 18% [2, с. 374].

Метан, поступающий в атмосферу, в 22 раза более эффективен с точки зрения влияния на потепление поверхности Земли, чем соответствующее количество СО2. Подсчитано, что 1 кг (1,395 м3) метана наносит приблизительно в 70 раз больше вреда атмосфере, чем 1 кг (0,505 м3) диоксида углерода (через 100 лет этот вред будет в 21 раз больше) [1, с .22].

Концентрация метана в атмосфере в целом зависит от соотношений интенсивности процессов его поступления в атмосферу и выводу из нее. При этом наблюдаемые значения этих концентраций отличаются сезонной и широтной вариабельностью. Ход среднегодовых концентраций метана в приповерхностном слое (а значит и в тропосфере вследствие весьма малой изменчивости его содержания, выраженного в VMR, по высоте) сходен в различных фоновых условиях [3, с. 56].

Фоновые условия характеризуются тем, что уровень содержания газа, наблюдаемый там, складывается не под воздействием какого-то определенного локального источника, а определяется процессами глобального переноса и перемешивания в атмосфере.

Объем мировых выбросов метана к 2020 году оценивается на уровне 9390 миллионов метрических тонн эквивалента двуокиси углерода (млн. тонн CO 2 ) [5]. Примерно 54% этих выбросов обеспечивают пять отраслей-источников, являющиеся целью Глобальной инициатива по метану (Global Methane Initiative, GMI): сельское хозяйство (утилизация навоза), угольные шахты, твердые бытовые отходы, хозяйственно-бытовые сточные воды и нефтегазовые системы (рисунок 1).

и Возделывание риса

и Энтеральная ферментация и Сельское хозяйство (утилизация навоза)

и Угольные шахты и Твердые бытовые отходы

U Добыча нефти и газа

• □ Системы сточных вод

Li Другие с/х источники

• и Биомасса

Li Стационарные и мобильные источники

Рисунок 1 – Расчетный объем мировых антропогенных выбросов метана по источникам к 2020 году [5]

Как видно из рис. 1, влияние газовой промышленности на изменение климата посредством выбросов метана в атмосферу наиболее ощутима (24%).

Прогнозируется увеличение общемирового объема антропогенных выбросов метана почти на 9 процентов выше относительно ожидаемого уровня 2020 года с достижением 10220 миллионов метрических тонн эквивалента двуокиси углерода (млн. тонн CO2) к 2030 году (рисунок 2).

■ Расчетные выбросы к 2020 г ■ Прогнозируемое добавление выбросов к 2030 г

Рисунок 2 – Расчетные и прогнозируемые мировые антропогенные выбросы метана по источникам, к 2020 и 2030 гг. [5]

Расчетное увеличение выбросов в нефтегазовой отрасли составляет 11% относительно текущего уровня. Однако с целью предотвращения повышенной концентрации метана в атмосфере такие выбросы можно значительно сократить, причем, для газовой промышленности, сокращение выбросов будет еще и экономически оправданно, поскольку метан (природный газ) является добываемым и используемым топливом.

Использование оборудования и усовершенствованных методов управления, которые обеспечивают низкий уровень выбросов в системах переработки природного газа минимизирует утечки метана. Это положительно скажется на здоровье и безопасности с одновременным повышением эффективности. Последнее становится причиной увеличения доходов.

При реализации любого проекта собранный метан является местным источником чистой энергии, который может стимулировать экономическое развитие и заменить источники энергии, вырабатывающие в большом объеме CO2 и другие загрязнители окружающей среды, например, дрова, уголь и нефтепродукты. Собранный метан может также служить в качестве нового устойчивого и недефицитного источника энергии для развивающихся стран.

Очевидно, что газовая промышленность вносит существенный вклад в повышение концентрации метана в атмосфере Земли. Причем, с каждым годом такое воздействие только увеличивается. Однако при рациональном использовании оборудования и внедрении новых методов добычи, хранения и транспортировки метана можно не только сократить выбросы этого парникового газа, но и получить дополнительный доход.