Как провести газ на дачу: Как газифицировать частный дом в Московской области

Да.Инициатива относится к обычному сжиганию в факелах, определяемому как сжигание в факелах во время нормальной добычи нефти и при отсутствии достаточных мощностей для использования газа на месте, отправки его на рынок или повторной закачки. Типичный пример, адресованный этой Инициативе, — это долгосрочное непрерывное сжигание в факелах для утилизации газа, когда рынок газа или мощности по закачке отсутствуют. Инициатива не включает нестандартные факельные события. Они могут включать: разведку и оценку; начальный возврат скважины; хорошее обслуживание; нарушение процесса; безопасность или аварийные ситуации; неисправность оборудования или газовой инфраструктуры; или оборудование для сброса давления для обслуживания.Инициатива также исключает продувку и пилотное сжигание, необходимые для безопасной эксплуатации факела, сжигания опасных или загрязняющих выбросов, таких как летучие органические соединения и сероводород. Некоторые источники факельного газа (например, установки для обработки гликоля, установки для очистки попутной воды) настолько малы и имеют такое низкое давление, что с экологической точки зрения более выгодно использовать ресурсы для сокращения других источников сжигания и других типов выбросов.

Инициатива призывает нефтяные компании и правительства прекратить текущие плановые сжигания в факелах как можно скорее, но не позднее 2030 года. Действия, необходимые для прекращения рутинного сжигания на факеле, имеют далеко идущие последствия и требуют значительного времени и ресурсов для правильного планирования и выполнения.

Практически все крупнейшие международные нефтяные компании уже поддержали Инициативу, и ожидается, что со временем к ней присоединятся еще многие из них. В общей сложности инициативу поддержали 44 нефтяные компании, при этом общее число сторонников составляет 93: на их долю приходится около 60% мирового сжигания газа.Occidental стала первой нефтегазовой компанией США, поддержавшей инициативу по сокращению выбросов парниковых газов и использованию ценного энергетического ресурса.

Инициатива ставит четкие цели на будущее. Роль GGFR состоит не в том, чтобы устанавливать такие цели, а в том, чтобы способствовать мероприятиям по сокращению сжигания на факеле, чтобы помочь достичь цели 2030 года. GGFR имеет активную программу работы в развивающихся странах по сокращению рутинного сжигания газа на факелах, одновременно используя попутный газ для продуктивного использования, например, для доступа к энергии.

В некоторых случаях это также означает работу с правительствами для разработки основ, таких как надлежащие методы измерения факелов, до разработки новой политики и мер регулирования.

GGFR — это глобальное партнерство, и решение о поддержке Инициативы зависит от каждого члена. Практически все партнеры уже сделали это; те, кто еще не одобрил, все еще участвуют во внутренних обсуждениях и оценке.

Ожидается, что большинство крупных нефтедобывающих стран поддержат Инициативу, но для объяснения последствий и характера обязательства требуется время и диалог, и многим правительствам необходимо провести тщательный процесс должной осмотрительности, прежде чем принимать участие в Инициативе. По состоянию на конец 2019 года более половины мирового объема сжигания на факеле находится в государственных юрисдикциях, охваченных Инициативой «Нулевое плановое сжигание на факеле к 2030 году».

Ожидается, что большинство крупных нефтяных компаний в конечном итоге одобрит эту инициативу, но они также проводят тщательный процесс комплексной проверки перед тем, как присоединиться к Инициативе.

Попутный газ можно не сжигать на факелах, а разными способами на благо местного населения.Он может обеспечить доступ к энергии тем, кто в ней больше всего нуждается; производство топливной энергии; предоставлять сжиженные нефтяные газы (СУГ) для отопления или приготовления пищи; использоваться как сырье для нефтехимии; и получать доход за счет экспорта.

Да, это так. По соображениям безопасности и в нестандартных ситуациях некоторое сжигание все равно будет.

Нефтяные компании и правительства обеспечат разработку новых нефтяных месторождений без обычного сжигания на факеле.Кроме того, они будут активно решать проблемы продолжающегося «унаследованного» факельного сжигания, чтобы сократить или устранить его при первой же возможности. Инициатива также укрепляет идею о том, что правительства, нефтяные компании и учреждения должны работать вместе, чтобы ликвидировать рутинное сжигание в факелах в глобальном масштабе.

Инициатива не заставляет правительства или нефтяные компании вкладывать средства в нерентабельные проекты. Инициатива направлена ​​на стимулирование и создание правильной среды сотрудничества между всеми заинтересованными сторонами, чтобы экономические решения были найдены посредством надлежащего регулирования, применения технологий и финансовых договоренностей.

В настольном исследовании, проведенном GGFR в 2018 году, стоимость ликвидации рутинного сжигания в факелах оценивалась в размере от 60 до 100 миллиардов долларов США. Эта оценка согласуется с исследованиями из Ирака, России и Нигерии, хотя и немногочисленными, которые указывают на среднюю стоимость около 6-9 долларов США / фут3 / день (85-125 долларов США / т CO ₂ / день ) для береговых проектов.(Примечание: это стоимость установки достаточной мощности для использования 1 фута ³ факельного газа). Важно отметить, что эта оценка не включает выручку от утилизации газа.

Поддерживающие правительства и нефтяные компании будут ежегодно отчитываться о сжигании факелов и прогрессе в реализации Инициативы. Всемирный банк сообщит то же самое, включая агрегированные объемы на этом веб-сайте.(Отчетность будет опубликована за 2017 год.) Нельзя сказать, что это простая задача; отчасти потому, что объем большинства сжигаемых на факеле до сих пор оценивается, а не измеряется. Кроме того, спутниковый мониторинг продолжит предоставлять оценки объемов сжигания в факелах для каждой страны.

Инициатива не является юридически обязательной, но она устанавливает четкое публичное обязательство, подтвержденное посредством мониторинга факелов и использования различных средств, включая отчеты правительства и компаний и спутниковые наблюдения.Сторонники неоднократно заявляли, что они очень серьезно относятся к взятым на себя обязательствам, и поэтому для принятия решения может потребоваться некоторое время.

Инициатива является добровольной и не предусматривает никаких принудительных мер или штрафов. Однако его известность и высокий авторитет в мире побуждают к продолжению приверженности этой инициативе.

Всемирный банк (i) следит за прогрессом сторонников, (ii) продолжает продвигать Инициативу и добиваться дополнительных одобрений, и (iii) помогает реализации Инициативы, включая рассмотрение использования финансовых инструментов и других мер, в частности в развивающихся странах.Всемирный банк является активным партнером GGFR и продолжает свои усилия по прекращению рутинного сжигания на факеле во всем мире.

У многих есть правила, преследующие ту же цель, но не всегда эффективные. Одна из целей этой Инициативы будет заключаться в поддержке правительств в разработке эффективных правил. Но с разработкой новых нефтяных месторождений все просто: правительство ясно дает понять в раундах торгов и концессионных документах, что планы разработки нефтяных месторождений требуют утилизации (или обратной закачки) попутного газа.

Факельное сжигание на объектах нефтедобычи представляет собой самую большую долю мирового сжигания. Поэтому усилия сосредоточены на этом, а не на всех факельных источниках.

Безопасное сжигание на факеле имеет небольшой объем и имеет важное значение для безопасной эксплуатации объектов добычи нефти и газа.Нерегулярное сжигание на факеле часто бывает непредвиденным по своей природе. Например, это могло произойти из-за проблем с эксплуатацией объекта, и поэтому их трудно устранить. Нефтяным компаниям, конечно же, настоятельно рекомендуется принимать меры для сведения к минимуму сжигания в факелах всех типов.

На основании спутниковых оценок и публично опубликованных данных по факельному сжиганию, вместе одобряющие организации представляют более 60% мирового факельного сжигания.

Как уменьшить основную причину выбросов при добыче нефти и газа

До тех пор, пока возобновляемые источники энергии, такие как ветер или солнце, не станут более надежными и менее дорогими, люди во всем мире по-прежнему будут полагаться на ископаемое топливо для транспорта и энергетики. Это означает, что если люди хотят сократить выбросы парниковых газов, необходимы более эффективные способы смягчения последствий добычи и сжигания нефти и газа.

Анализ, сравнивающий выбросы, связанные с технологиями добычи нефти во всем мире, показал, что сжигание нежелательного газа, связанного с добычей нефти, остается наиболее углеродоемкой частью добычи нефти.(Изображение предоставлено Getty Images)

Адам Брандт, доцент кафедры энергетики в Школе наук о Земле, энергии и окружающей среде в Стэнфорде, и его коллеги провели первый глобальный анализ, сравнивая выбросы, связанные с технологиями добычи нефти, — шаг к разработке политики, которая могла бы сократить эти выбросы. Они опубликовали свою работу 30 августа в журнале Science .

По номерам

Группа сообщила, что в 2015 году около 9000 нефтяных месторождений в 90 странах произвели выброс парниковых газов, эквивалентных 1.7 гигатонн углекислого газа — примерно 5 процентов всех выбросов от сжигания топлива в этом году. В среднем при добыче нефти на каждый мегаджоуль сырой нефти выделяется 10,3 грамма выбросов, но страны с наиболее углеродоемкими методами производят выбросы почти в два раза больше.

Исследование также предполагает, что отказ от планового сжигания в факелах и сокращение утечек метана и сброс до уровня, уже достигнутого в Норвегии, может сократить до 700 мегатонн выбросов от годового углеродного следа нефтяного сектора — сокращение примерно на 43 процента.

Подробнее о результатах исследования

Группа обнаружила, что сжигание нежелательного газа, связанного с добычей нефти, называемое сжиганием в факелах, остается наиболее углеродоемкой частью добычи нефти. Брандт поговорил с Stanford Report о результатах и ​​стратегиях группы по сокращению сжигания на факеле.

Что такое сжигание на факеле и почему его особенно важно отслеживать?

Нефть и газ обычно добываются вместе. Если поблизости есть газопроводы, то газ могут потреблять электростанции, фабрики, предприятия и дома.Однако, если вы находитесь очень далеко от берега или не можете доставить газ на рынок, часто нет экономически целесообразного выхода для газа. В этом случае компании хотят избавиться от газа, поэтому они часто сжигают или сжигают его.

К счастью, газ имеет определенную ценность, поэтому можно получить некоторую экономию, связанную с прекращением сжигания. Я думаю, что установка на то, что газ будет управляться должным образом, — это роль регулирующей среды. В настоящее время прилагаются некоторые усилия, чтобы попытаться решить эту проблему — Всемирный банк проводит большую работу под названием «Глобальное партнерство по сокращению сжигания газа», в рамках которого компании объединились, чтобы попытаться установить целевые показатели сжигания факельного газа, поэтому, надеюсь, этот показатель начнет снижаться.

Эта работа представляет собой первое исследование выбросов парниковых газов в нефтяной промышленности на уровне страны. На какие данные вы обращались для выполнения этой работы?

Это кульминация более крупного проекта, над которым мы работали около восьми лет. Мы использовали три разных источника данных. По некоторым странам вы можете получить данные из государственных источников или регулирующих органов. Экологические агентства и агентства природных ресурсов также будут сообщать информацию, которую мы можем использовать.В противном случае за информацией о месторождениях нефти мы обращаемся к литературе по нефтегазовой инженерии. Затем мы смогли сотрудничать с международной нефтяной компанией Aramco, чтобы получить доступ к коммерческому набору данных. Это позволило нам заполнить пробелы для множества небольших проектов, по которым было труднее получить информацию или сбор данных был слишком интенсивным. При этом наша газета охватывает около 98 процентов мировых поставок нефти. Безусловно, это первый раз, когда мы можем сделать это на этом очень решенном уровне от месторождения к месторождению.

При составлении карты мировых запасов нефти, как вы оценивали выбросы от сжигания в факелах для каждой страны?

Одна из проблем, связанных с факельным сжиганием, заключается в том, что большинство стран не сообщают о нем. Во многих странах мы использовали усредненные спутниковые данные на уровне страны, собранные Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. Ученые разработали способы оценки количества вспыхнувшего газа, используя яркость вспышки, видимую из космоса.По сути, это глаз в небе. Например, Россия не скажет, сколько они горят, но мы можем видеть это со спутника.

Где вы видели, как действуют правила сжигания на факеле?

Offshore Canada добилась хороших результатов за последние 15 лет. По сути, там правила гласят, что нельзя разжигать огонь выше определенной суммы. Если факельное сжигание превышает допустимый уровень, Канада требует, чтобы их морские месторождения были отключены до тех пор, пока они не начнут работать с газом.Это можно сделать, закачав его обратно в землю, превратив в сжиженный природный газ или проложив газопроводы для доставки газа потребителям. Факельное сжигание в Канаде значительно сократилось, и эти правила доказывают, что вы можете управлять сжиганием и требовать, чтобы люди производили что-то продуктивное с газом или возвращали его под землю. На самом деле проблема сжигания газа в факелах состоит в том, что должна существовать политика или регулирующий аппарат, говорящий: «Бесполезное сжигание газа недопустимо; положите его обратно в землю или найдите с ним что-нибудь полезное.”

В отсутствие федеральных мер, как мы можем расставить приоритеты по сокращению сжигания факелов здесь, в США?

Если вы не видите действий на федеральном уровне США, вы можете работать с руководством государственных органов. Хорошим примером этого был штат Северная Дакота. В Северной Дакоте находится формация Баккен, которая является одним из основных регионов для добычи нефти из скважин с гидроразрывом пласта. Пять лет назад 30 процентов добываемого газа сжигалось на факелах, и, по сути, правительство штата заявило, что это неприемлемо.Тридцать процентов — это слишком много, а газ имел ценность — его можно было продать в такие города, как Чикаго, Калгари или Денвер. Правительство поставило цель на уровне 10 процентов, при этом существует угроза потенциальных ограничений производства, если производители не достигнут этой цели. Так что случилось? Производители в регионе фактически досрочно выполнили планку в 10 процентов. Так что я думаю, что дела могут продолжаться. Очевидно, было бы лучше, если бы у нас были какие-то федеральные меры по этому поводу, но штаты могут многое сделать.

Кто может внести необходимые изменения во всем мире?

Я думаю, что в глобальном масштабе международные нефтяные компании действительно могут взять на себя инициативу.Многие проекты по сжиганию на факеле находятся в странах, где экологические вопросы плохо регулируются. Но многие из этих проектов разрабатываются местной национальной нефтяной компанией в сотрудничестве с международными партнерами. Трудно ждать, когда развивающиеся страны без больших бюджетов или сложного регулирующего потенциала введут в действие правила сжигания. Вместо того чтобы ждать, пока это произойдет, мы могли бы ожидать, что международные нефтяные компании будут работать над решением проблем самостоятельно, применяя передовой опыт из тех мест, где нормативные акты уже решили проблему.Например, компании в Нигерии увеличили закачку газа и разработали проекты по выпуску сжиженного природного газа для доставки газа на рынки.

В ближайшие десятилетия мы будем использовать много нефти и газа. Это неизбежно. Использование передового опыта и его применение в местах, которые сейчас не так хорошо регулируются — но, надеюсь, будут — может позволить улучшения в одном регионе принести пользу другому.

Надеюсь, мы как можно быстрее перейдем на возобновляемые источники энергии, но пока мы используем нефть и газ, давайте делать это ответственно.

Адам Брандт также является научным сотрудником центра в Precourt Institute for Energy . Дополнительные соавторы — из Aramco Services Co., Ford Motor Co., Университета Калгари, Фонда Карнеги за международный мир, Университета Карнеги-Меллона, Университета Британской Колумбии, Калифорнийского агентства по охране окружающей среды, Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, Мичиганского университета, Международный Энергетическое агентство, Baker Hughes, Технологический университет Чалмерса, Корнельский университет и Аргоннская национальная лаборатория.

Работа финансировалась Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям, Aramco Services Co., Ford Motor Co., Фондом Карнеги за международный мир, Фондом Хьюлетта, Фондом ClimateWorks и Фондом Альфреда П. Слоана.

Природный газ | Национальное географическое общество

Природный газ — это ископаемое топливо. Как и другие ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, природный газ образуется из растений, животных и микроорганизмов, которые жили миллионы лет назад.

Существует несколько различных теорий, объясняющих, как образуются ископаемые виды топлива. Наиболее распространенная теория заключается в том, что они образуются под землей в интенсивных условиях. По мере разложения растений, животных и микроорганизмов они постепенно покрываются слоями почвы, отложений, а иногда и горных пород. За миллионы лет органическое вещество сжимается. По мере того, как органическое вещество продвигается все глубже в земную кору, оно сталкивается с все более высокими температурами.

Сочетание сжатия и высокой температуры вызывает разрушение углеродных связей в органическом веществе.В результате этого молекулярного распада образуется термогенный метан — природный газ. Метан, вероятно, самое распространенное органическое соединение на Земле, состоит из углерода и водорода (Глава 5).

Месторождения природного газа часто находятся рядом с нефтяными месторождениями. Месторождения природного газа, расположенные близко к поверхности Земли, обычно затмеваются близлежащими месторождениями нефти. Более глубокие месторождения, образующиеся при более высоких температурах и более высоком давлении, содержат больше природного газа, чем нефти. Самые глубокие месторождения могут состоять из чистого природного газа.

Однако природный газ не обязательно должен образовываться глубоко под землей.Он также может быть образован крошечными микроорганизмами, называемыми метаногенами. Метаногены обитают в кишечнике животных (включая человека) и в районах с низким содержанием кислорода у поверхности Земли. Например, свалки полны разлагающегося вещества, которое метаногены распадаются на тип метана, называемый биогенным метаном. Процесс образования метаногенов в природном газе (метане) называется метаногенезом.

Хотя большая часть биогенного метана улетучивается в атмосферу, создаются новые технологии для удержания и сбора этого потенциального источника энергии.

Термогенный метан — природный газ, образующийся глубоко под поверхностью Земли — также может улетучиваться в атмосферу. Часть газа может подниматься через проницаемые вещества, такие как пористые породы, и в конечном итоге рассеиваться в атмосфере.

Однако большая часть термогенного метана, поднимающегося к поверхности, встречается с геологическими образованиями, которые слишком непроницаемы для его выхода. Эти скальные образования называются осадочными бассейнами.

Осадочные бассейны задерживают огромные резервуары природного газа.Чтобы получить доступ к этим резервуарам природного газа, в породе необходимо просверлить отверстие (иногда называемое скважиной), чтобы газ мог выйти и быть собран.

Осадочные бассейны, богатые природным газом, встречаются по всему миру. Пустыни Саудовской Аравии, влажные тропики Венесуэлы и ледяная Арктика американского штата Аляска — все это источники природного газа. В Соединенных Штатах за пределами Аляски бассейны в основном расположены вокруг штатов, граничащих с Мексиканским заливом, включая Техас и Луизиану.Недавно в северных штатах Северная Дакота, Южная Дакота и Монтана были созданы значительные сооружения для бурения осадочных бассейнов.

Типы природного газа

Природный газ, добыча которого экономична и легкодоступна, считается «традиционным». Обычный газ задерживается проницаемым материалом под непроницаемой породой.

Природный газ, обнаруженный в других геологических условиях, не всегда так просто и практично добыть. Этот газ называют «нетрадиционным».«Постоянно разрабатываются новые технологии и процессы, чтобы сделать этот нетрадиционный газ более доступным и экономически выгодным. Со временем газ, считавшийся «нетрадиционным», может стать обычным.

Биогаз — это газ, который образуется при разложении органических веществ в отсутствие кислорода. Этот процесс называется анаэробным разложением и происходит на свалках или там, где разлагаются такие органические материалы, как отходы животноводства, сточные воды или побочные продукты производства.

Биогаз — это биологическое вещество, которое поступает от растений или животных, которые могут быть живыми или неживыми. Этот материал, такой как лесные остатки, можно сжигать для создания возобновляемого источника энергии.

Биогаз содержит меньше метана, чем природный газ, но его можно очищать и использовать в качестве источника энергии.

Deep Natural Gas
Deep Natural Gas — нетрадиционный газ. В то время как самый обычный газ находится всего на глубине нескольких тысяч метров, природный газ находится на глубине не менее 4500 метров (15000 футов) ниже поверхности Земли.Бурение глубокого месторождения природного газа не всегда экономически целесообразно, хотя методы его добычи были разработаны и усовершенствованы.

Сланцы
Сланцевый газ — еще один тип нетрадиционных месторождений. Сланец — это мелкозернистая осадочная порода, не разрушающаяся в воде. Некоторые ученые говорят, что сланец настолько непроницаем, что мрамор по сравнению с ним считается «губчатым». Толстые пласты этой непроницаемой породы могут «прослоить» между собой слой природного газа.

Сланцевый газ считается нетрадиционным источником из-за сложных процессов, необходимых для доступа к нему: гидроразрыв пласта (также известный как гидроразрыв) и горизонтальное бурение. Фрекинг — это процедура, при которой открытая порода раскалывается струей воды под высоким давлением, а затем «подпирается» крошечными песчинками, стеклом или кремнеземом. Это позволяет газу более свободно вытекать из скважины. Горизонтальное бурение — это процесс бурения прямо в землю, а затем бурение сбоку или параллельно поверхности Земли.

Плотный газ
Плотный газ — это нетрадиционный природный газ, уловленный под землей в непроницаемой горной породе, что делает его чрезвычайно трудным для добычи. Для извлечения газа из «плотных» горных пород обычно требуются дорогие и сложные методы, такие как гидроразрыв и кислотная обработка.

Окисление аналогично гидроразрыву. Кислота (обычно соляная кислота) закачивается в скважину с природным газом. Кислота растворяет плотную породу, которая блокирует поток газа.

Метан угольных пластов
Метан угольных пластов — еще один вид нетрадиционного природного газа. Как следует из названия, метан угольных пластов обычно находится в угольных пластах, которые проходят под землей. Исторически сложилось так, что при добыче угля природный газ намеренно выбрасывался из шахты в атмосферу как отходы. Сегодня метан угольных пластов собирается и является популярным источником энергии.

Газ в зонах с избыточным давлением
Еще один источник нетрадиционного природного газа — это зоны с избыточным давлением.Зоны с повышенным давлением составляют 3 000-7 600 метров (10 000-25 000 футов) ниже поверхности Земли.

Эти зоны образуются, когда слои глины быстро накапливаются и уплотняются поверх более пористого материала, такого как песок или ил. Поскольку природный газ вытесняется из сжатой глины, он откладывается под очень высоким давлением в песке, иле или другом абсорбирующем материале под ним.

Зоны с избыточным давлением очень трудно добывать, но они могут содержать очень большое количество природного газа.В Соединенных Штатах большинство зон с повышенным давлением обнаружено в районе побережья Мексиканского залива.

Гидраты метана
Гидраты метана — еще один тип нетрадиционного природного газа. Метаногидраты были обнаружены совсем недавно в океанских отложениях и в районах вечной мерзлоты Арктики. Гидраты метана образуются при низких температурах (около 0 ° C или 32 ° F) и под высоким давлением. При изменении условий окружающей среды в атмосферу выбрасываются гидраты метана.

По оценкам Геологической службы США (USGS), гидраты метана могут содержать в два раза больше углерода, чем весь уголь, нефть и обычный природный газ в мире вместе взятые.

В океанических отложениях на континентальном склоне образуются гидраты метана, когда бактерии и другие микроорганизмы опускаются на дно океана и разлагаются в иле. Метан, заключенный в отложениях, обладает способностью «цементировать» рыхлые отложения на месте и поддерживать стабильность континентального шельфа. Однако, если вода становится теплее, гидраты метана разрушаются. Это вызывает подводные оползни и выделяет природный газ.

В экосистемах вечной мерзлоты гидраты метана образуются при замерзании водоемов, и молекулы воды создают индивидуальные «клетки» вокруг каждой молекулы метана.Газ, заключенный в замороженной решетке воды, имеет гораздо более высокую плотность, чем в газообразном состоянии. Когда ледяные клетки тают, метан улетучивается.

Глобальное потепление, текущий период изменения климата, влияет на высвобождение гидратов метана как из слоев вечной мерзлоты, так и из слоев океанических отложений.

В гидратах метана хранится огромное количество потенциальной энергии. Однако, поскольку это такие хрупкие геологические образования, способные разрушать и нарушать окружающие условия окружающей среды, методы их извлечения разрабатываются с особой осторожностью.

Бурение и транспортировка

Природный газ измеряется в кубических метрах или стандартных кубических футах. В 2009 году Управление энергетической информации США (EIA) подсчитало, что доказанные мировые запасы природного газа составляют около 6 289 триллионов кубических футов (триллионов кубических футов).

Большая часть запасов находится на Ближнем Востоке, 2 686 триллионов кубических футов в 2011 году, или 40 процентов от общих мировых запасов. Россия занимает второе место по размеру доказанных запасов, составив 1680 трлн фут3 в 2011 году.В Соединенных Штатах сосредоточено чуть более 4 процентов мировых запасов природного газа. <

По данным EIA, общее мировое потребление сухого природного газа в 2010 году составило 112 920 миллиардов кубических футов (bcf). В том году Соединенные Штаты потребили немногим более 24 000 млрд куб. Футов — больше, чем любая другая страна.

Природный газ чаще всего добывается вертикальным бурением от поверхности Земли. При одиночном вертикальном бурении скважина ограничивается запасами газа, с которыми она сталкивается.

Гидравлический разрыв пласта, горизонтальное бурение и кислотная обработка — это процессы, позволяющие увеличить объем газа, к которому скважина может получить доступ, и тем самым повысить ее продуктивность.Однако такая практика может иметь негативные экологические последствия.

Гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв — это процесс, при котором открытые горные породы разделяются потоками воды, химикатов и песка под высоким давлением. Песочные подпорки открывают скалы, что позволяет газу выходить и храниться или транспортироваться. Однако для гидроразрыва требуется огромное количество воды, что может радикально снизить уровень грунтовых вод в районе и отрицательно повлиять на водную среду обитания. В результате этого процесса образуются высокотоксичные и часто радиоактивные сточные воды, которые при неправильном обращении могут протекать и загрязнять подземные источники воды, используемые для питья, гигиены, промышленного и сельскохозяйственного использования.

Кроме того, гидроразрыв может вызывать микроземлетрясения. Большинство из этих образований слишком малы, чтобы их можно было почувствовать на поверхности, но некоторые геологи и защитники окружающей среды предупреждают, что землетрясения могут вызвать структурные повреждения зданий или подземных сетей труб и кабелей.

Из-за этих негативных воздействий на окружающую среду гидроразрыв был подвергнут критике и запрещен в некоторых областях. В других областях гидроразрыв — это прибыльная экономическая возможность и надежный источник энергии.

Горизонтальное бурение — это способ увеличения площади скважины без создания множества дорогостоящих и экологически чистых буровых площадок.После бурения прямо с поверхности Земли бурение можно направить в сторону — горизонтально. Это увеличивает продуктивность скважины, не требуя нескольких буровых площадок на поверхности.

Подкисление — это процесс растворения кислотных компонентов и их помещения в скважину с природным газом, при котором растворяется порода, которая может блокировать поток газа.

После добычи природного газа его чаще всего транспортируют по трубопроводам диаметром от 2 до 60 дюймов.

В континентальной части Соединенных Штатов имеется более 210 трубопроводных систем, состоящих из 490 850 километров (305 000 миль) магистральных трубопроводов, по которым газ транспортируется во все 48 штатов. Для этой системы требуется более 1400 компрессорных станций, чтобы газ продолжал свой путь, 400 подземных хранилищ, 11000 пунктов доставки газа и 5000 пунктов приема газа.

Природный газ также можно охладить до температуры около -162 ° C (-260 ° F) и преобразовать в сжиженный природный газ или СПГ.В жидкой форме природный газ занимает лишь 1/600 объема своего газообразного состояния. Его легко хранить и транспортировать в места, где нет трубопроводов.

СПГ транспортируется в специализированном изотермическом танкере, в котором СПГ поддерживается при температуре кипения. Если какой-либо из СПГ испаряется, он сбрасывается из зоны хранения и используется для питания транспортного судна. Соединенные Штаты импортируют СПГ из других стран, включая Тринидад и Тобаго и Катар. Однако в настоящее время США наращивают внутреннее производство СПГ.

Потребление природного газа

Хотя для разработки природного газа требуются миллионы лет, его энергия использовалась только в течение последних нескольких тысяч лет. Около 500 г. до н.э. китайские инженеры использовали природный газ, выходящий из Земли, построив бамбуковые трубопроводы. Эти трубы транспортируют газ для нагрева воды. В конце 1700-х годов британские компании поставляли природный газ для освещения уличных фонарей и домов.

Сегодня природный газ используется бесчисленными способами в промышленных, коммерческих, жилых и транспортных целях.По оценкам Министерства энергетики США (DOE), природный газ может быть на 68 процентов дешевле, чем электричество.

В жилых домах природный газ наиболее часто используется для отопления и приготовления пищи. Он используется для питания бытовой техники, такой как печи, кондиционеры, обогреватели, наружное освещение, обогреватели для гаражей и сушилки для одежды.

Природный газ также используется в более крупных масштабах. В коммерческих помещениях, таких как рестораны и торговые центры, это чрезвычайно эффективный и экономичный способ питания водонагревателей, обогревателей, сушилок и печей.

Природный газ также используется для обогрева, охлаждения и приготовления пищи в промышленных условиях. Однако он также используется в различных процессах, таких как обработка отходов, пищевая промышленность и очистка металлов, камня, глины и нефти.

Природный газ также можно использовать в качестве альтернативного топлива для автомобилей, автобусов, грузовиков и других транспортных средств. В настоящее время в мире насчитывается более 5 миллионов автомобилей, работающих на природном газе (NGV), и более 150 000 автомобилей в США.

Хотя изначально газомоторные автомобили стоят дороже, чем автомобили, работающие на газе, их дешевле заправлять топливом, и они являются самыми экологически чистыми автомобилями в мире.Транспортные средства с бензиновыми и дизельными двигателями выделяют вредные и токсичные вещества, включая мышьяк, никель и оксиды азота. Напротив, газовые двигатели могут выделять незначительное количество пропана или бутана, но выделять в атмосферу на 70 процентов меньше окиси углерода.

Используя новую технологию топливных элементов, энергия природного газа также используется для производства электроэнергии. Вместо сжигания природного газа для получения энергии топливные элементы вырабатывают электричество с помощью электрохимических реакций. Эти реакции производят воду, тепло и электричество без каких-либо других побочных продуктов или выбросов.Ученые все еще исследуют этот метод производства электричества, чтобы по доступной цене применять его в электрических продуктах.

Природный газ и окружающая среда

Природный газ обычно необходимо переработать, прежде чем его можно будет использовать. При добыче природный газ может содержать множество элементов и соединений, кроме метана. Вода, этан, бутан, пропан, пентаны, сероводород, диоксид углерода, водяной пар и иногда гелий и азот могут присутствовать в скважине с природным газом.Чтобы использовать его для получения энергии, метан обрабатывается и отделяется от других компонентов. Газ, который используется для получения энергии в наших домах, представляет собой почти чистый метан.

Как и другие ископаемые виды топлива, природный газ можно сжигать для получения энергии. Фактически, это топливо с наиболее чистым сгоранием, то есть при нем выделяется очень мало побочных продуктов.

При сжигании ископаемого топлива они могут выделять (или выделять) различные элементы, соединения и твердые частицы. Уголь и нефть представляют собой ископаемое топливо с очень сложными молекулярными образованиями и содержат большое количество углерода, азота и серы.Когда они сгорают, они выделяют большое количество вредных выбросов, включая оксиды азота, диоксид серы и частицы, которые уносятся в атмосферу и способствуют загрязнению воздуха.

Напротив, метан в природном газе имеет простую молекулярную структуру: Ch5. Когда он горит, он выделяет только углекислый газ и водяной пар. Когда мы дышим, люди выдыхают те же два компонента.

Двуокись углерода и водяной пар, а также другие газы, такие как озон и закись азота, известны как парниковые газы.Увеличение количества парниковых газов в атмосфере связано с глобальным потеплением и может иметь катастрофические экологические последствия.

Хотя при сжигании природного газа по-прежнему выделяются парниковые газы, он выделяет почти на 30 процентов меньше CO2, чем нефть, и на 45 процентов меньше, чем уголь.

Безопасность

Как и при любой другой добыче, бурение на природный газ может привести к утечкам. Если буровая установка попадает в неожиданный карман с высоким давлением природного газа, или если скважина повреждена или разрывается, утечка может быть немедленно опасной.

Поскольку природный газ так быстро растворяется в воздухе, он не всегда вызывает взрыв или возгорание. Однако утечки представляют собой опасность для окружающей среды, которая также приводит к утечке грязи и масла в прилегающие районы.

Если для расширения скважины использовался гидроразрыв, химические вещества, полученные в результате этого процесса, могут загрязнить местные водные среды обитания и питьевую воду высокорадиоактивными материалами. Выбрасываемый в воздух неконтролируемый метан также может вынудить людей временно покинуть территорию.

Утечки также могут происходить медленно. До 1950-х годов чугун был популярным выбором для распределительных трубопроводов, но он позволял выходить большому количеству природного газа. Чугунные трубы становятся негерметичными после долгих лет циклов замерзания-оттаивания, интенсивного движения по воздуху и нагрузок из-за естественного смещения грунта. Утечки метана из этих распределительных трубопроводов составляют более 30 процентов выбросов метана в секторе распределения природного газа США. Сегодня трубопроводы изготавливаются из различных металлов и пластмасс, чтобы уменьшить утечки.

Соединенные Штаты могут серьезно относиться к изменению климата, будучи ведущими в мире по добыче нефти и газа

Управляющее резюме

Изменение климата, несомненно, является одной из самых важных проблем нашего времени, но политика климатической политики в Соединенных Штатах является сложной. Две партии поляризованы по этому вопросу — многие республиканцы, включая нашего нынешнего президента, отрицают существование проблемы, в то время как демократы, пытающиеся заменить его на выборах 2020 года, предлагают чрезвычайно амбициозные цели по сокращению U.S. выбросы парниковых газов (ПГ). Достижение нулевых выбросов к 2050 году или раньше, как выступают многие кандидаты от Демократической партии, позволяет избежать наихудших последствий изменения климата. Однако мир и Соединенные Штаты в настоящее время не находятся на пути к достижению такого уровня сокращения.

Кроме того, за последнее десятилетие в США резко выросла добыча нефти и природного газа. Соединенные Штаты в настоящее время являются ведущим производителем нефти и газа в мире. Эта тенденция принесла многочисленные экономические выгоды, включая создание рабочих мест, улучшение торгового баланса и повышение конкурентоспособности некоторых отраслей.Однако выбросы парниковых газов от ископаемого топлива являются основной движущей силой изменения климата. Миру необходимо отказаться от ископаемого топлива, по крайней мере, сжигаемого без улавливания и хранения углерода.

Ряд кандидатов в президенты от Демократической партии предлагают ограничить добычу ископаемого топлива в США в качестве способа борьбы с изменением климата путем прекращения добычи нефти и газа на государственных землях или запрета гидроразрыва пласта, технологии, которая является центральной для производственного бума в США. Такая политика на первый взгляд имеет смысл, учитывая, что Соединенные Штаты вносят важный вклад в решение проблемы за счет своей внутренней добычи нефти и газа.Прекращение производства кажется хорошим способом устранить выбросы.

Однако сокращение внутренней добычи нефти и газа без столь же амбициозной ориентации на спрос только увеличит импорт США, а не сократит потребление. Соединенные Штаты могут потерять экономические преимущества добычи нефти и газа без соразмерного сокращения выбросов парниковых газов. Фактически, такой результат может фактически увеличить глобальные выбросы, в зависимости от того, как производятся замещающие виды топлива и какие выбросы образуются при их транспортировке в Соединенные Штаты.Мы должны помнить, что изменение климата — это глобальная проблема и что важным показателем являются глобальные выбросы парниковых газов. Любое «решение», которое сокращает выбросы в США, но увеличивает глобальные выбросы, вообще не является решением. Компании, работающие на ископаемом топливе, являются политически целесообразным противником, но тяжелая работа по фактическому сокращению выбросов парниковых газов требует сосредоточения внимания почти на каждом секторе экономики.

Я предлагаю Соединенным Штатам принять политику, направленную на сокращение использования ископаемого топлива без улавливания и хранения углерода, гарантировать, что нефть и газ, добываемые в Соединенных Штатах, будут иметь наименьшие возможные выбросы парниковых газов, и подготовиться к возможному сокращению внутреннего потребления нефти и газа. производство с помощью политики, которая поможет затронутым сообществам в переходный период.Я не выступаю за менее амбициозную политику в области климата, а за политику, которая сосредотачивает свои усилия на расходах и выбросах в бухгалтерской книге. Наше правительство должно позволить экономике определять, сколько нефти и газа добывается в Соединенных Штатах. Когда политика, ориентированная на спрос, такая как налог на выбросы углерода или стандарты эффективности, делает американское топливо неконкурентоспособным, его производство естественным образом сокращается. Падение затрат на возобновляемые источники энергии помогает вытеснить ископаемое топливо из производства электроэнергии, но нефть и газ труднее заменить в других целях.Потребуются политика и исследования, чтобы стимулировать переход в наиболее сложных секторах.

У Соединенных Штатов есть уникальная возможность стать мировым лидером не только в сокращении выбросов парниковых газов, но и в привлечении в процесс динамичной энергетики. В этой статье описывается, как это сделать.

Обоснование продолжения добычи нефти и газа в США

Прекращение добычи нефти в США быстрее, чем падение спроса в США, приведет к дополнительному импорту нефти.(В Соединенных Штатах так много природного газа и ресурсов, что трудно себе представить крупномасштабный импорт природного газа.) Нефть — это взаимозаменяемый товар, производимый в странах по всему миру с различными уровнями экологических стандартов и выбросов парниковых газов.

Выбросы от добычи нефти и газа, возникающие при добыче, транспортировке и переработке, сильно различаются в зависимости от источников сырой нефти. Самые высокие 10% производства с точки зрения выбросов парниковых газов имеют выбросы более чем в 4 раза, чем самые низкие 10%.Средняя сырая нефть в США, составляющая 89 кг эквивалента диоксида углерода на баррель (кг CO2-экв. / Баррель), имеет более низкие выбросы в добывающей отрасли, чем среднемировое значение 95 кгCO2-экв. ¹ Эти различия невелики, если принять во внимание проблему глубокой декарбонизации, но поскольку мир стремится сократить выбросы в целом, использование сырой нефти из источников с наименьшими выбросами может помочь.

Можно утверждать, что сокращение добычи нефти и газа в США приведет к увеличению мировых цен на нефть и газ и, следовательно, к сокращению их использования во всем мире.Некоторое время это может быть правдой, но мировой рынок нефти имеет историю сильных колебаний цен, поскольку высокие цены приводят к увеличению производства, что снова приводит к падению цен. Маловероятно, что сокращение производства в США будет удерживать цены на достаточно высоком уровне достаточно долго, чтобы значительно снизить мировой спрос.

Изменение климата и выбросы парниковых газов — это глобальные проблемы. Важнейшим показателем являются глобальные выбросы, независимо от того, в какой части мира они происходят. Перенос производства и реорганизация рынков для сокращения выбросов внутри США или связанных с ними не поможет, если мы просто экспортируем эти выбросы в другие места.

Действия, которые необходимо предпринять в США

Соединенные Штаты могут серьезно отнестись к изменению климата как крупнейший в мире производитель нефти и газа, вовлекая в переходный период энергетические компании, регулируя добычу нефти и газа для минимизации выбросов парниковых газов и принимая меры по сокращению выбросов парниковых газов внутри страны и за рубежом.

Включить энергетические компании в процесс перехода к низкоуглеродным технологиям

Опровержение всех компаний, работающих на ископаемом топливе, вероятно, будет контрпродуктивным. Очевидно, что одни компании более конструктивны в своих климатических стратегиях, чем другие; Кампаниям по дезинформации нет места в сегодняшних политических дебатах.Некоторым компаниям есть что терять или приобретать в мире с низким уровнем выбросов углерода. Тем не менее, многие компании, занимающиеся ископаемым топливом, понимают, что изменение климата представляет собой серьезный риск для их бизнес-модели, и хотят оставаться жизнеспособными предприятиями по мере того, как мир движется к низкоуглеродной энергетической системе. Сравнение компаний, работающих на ископаемом топливе, с табачными компаниями особенно разочаровывает. В отличие от табака, современная экономика построена на ископаемом топливе, и для его замены и связанной с ним инфраструктуры на триллионы долларов потребуется время.

Я не говорю, что мы должны передать климатическую политику отрасли, но вместо этого признаю, что энергетические компании должны сыграть свою роль в энергетическом переходе. Например, некоторые навыки и технологии, разработанные в нефтегазовой отрасли, также полезны в экологически чистой энергии, например, навыки морского строительства, применяемые для оффшорной ветроэнергетики, или знания недр, применимые для производства геотермальной энергии и хранения углерода. Навыки, необходимые для эксплуатации и балансировки электросети, станут еще более важными по мере увеличения доли периодической генерации возобновляемой энергии.Энергетическая отрасль имеет большой опыт финансирования и разработки крупных долгосрочных проектов. Энергетические компании являются хранилищами знаний, необходимых для перехода к чистой энергии, и исключение их из процесса из-за ошибочного представления о «чистоте» может принести больше вреда, чем пользы.

Строгое регулирование добычи нефти и газа в США

Регулирование добычи нефти и газа в США имеет решающее значение для сокращения выбросов парниковых газов в США. Общее регулирование отрасли должно учитывать местное загрязнение воздуха и воды и воздействие на население, но две области особенно важны для климата — выбросы метана и сжигание в факелах.

Метан — основной компонент природного газа. Однако, когда он выбрасывается в атмосферу, он представляет собой особенно мощный парниковый газ, который в 28–36 раз превосходит углекислый газ по теплотворной способности, хотя время его существования в атмосфере намного короче. ² Сведение к минимуму выбросов метана — одна из самых важных вещей, которые мы можем сделать в краткосрочной перспективе для замедления изменения климата.

Природный газ является ископаемым топливом с самым низким содержанием углерода — он может принести пользу климату при замене топлива с более высоким содержанием углерода, такого как уголь или нефть.Его более низкое содержание углерода также упрощает улавливание и хранение углерода, что является полезным качеством, поскольку мир стремится к более глубокой декарбонизации. Низкая стоимость добычи газа в США значительно сократила использование угля в энергетическом секторе США, что принесло важные климатические преимущества. Соединенные Штаты также являются нетто-экспортером природного газа по трубопроводам и сжиженного природного газа (СПГ), и во многих случаях этот экспортный газ заменяет топливо с более высоким содержанием углерода за границу. Однако эти преимущества для климата исчезают, если во время добычи, обработки, транспортировки и использования газа выбрасывается слишком много метана.

Выбросы метана особенно опасны на устье скважины при добыче газа. Развитие технологий упростило и удешевило выявление утечек, но нынешняя администрация находится в процессе отмены правил эпохи Обамы, требующих обнаружения и ремонта утечек, а также других технологий для сокращения выбросов метана во время производства. Пять нефтегазодобывающих штатов (Калифорния, Колорадо, Огайо, Пенсильвания и Вайоминг) имеют свои собственные правила выбросов метана, а Нью-Мексико находится в процессе разработки правил.Однако в других важных нефтегазовых штатах, в частности, в Техасе, отсутствуют нормы выбросов метана. Федеральные правила по обнаружению утечек и ремонту по всей цепочке создания стоимости природного газа необходимы для того, чтобы природный газ выполнял свои обещания как ископаемое топливо с наименьшим содержанием углерода.

Сжигание на факеле — еще один источник выбросов парниковых газов при добыче нефти и газа, которого можно избежать. Природный газ часто добывается вместе с нефтью, но в некоторых случаях нет ни инфраструктуры, ни экономических стимулов для транспортировки газа от скважины для продажи.В этих случаях газ сжигается или сжигается на устье скважины. (Сжигание на факеле безопаснее и лучше с точки зрения климата, чем непосредственный выброс газа, поскольку он превращает метан в двуокись углерода, гораздо менее мощный парниковый газ.) Цены на природный газ очень низкие в Соединенных Штатах, и инфраструктура природного газа не успевает за ними. быстрое расширение добычи нефти на некоторых участках, что привело к увеличению факельного сжигания на 50% в 2018 году по сравнению с предыдущим годом. ³ Производители США зарабатывают деньги на нефти, и в некоторых случаях стоимость попутного газа не позволяет оправдать его поставку на рынок.Однако сжигать весь этот газ ужасно расточительно. В Техасе в 2019 году было сожжено достаточно газа, чтобы удовлетворить спрос на природный газ в жилищном секторе всего штата. Факельное сжигание регулируется на уровне штата, и Техас никогда не отказывался от запроса на факельное сжигание. ⁴ Однако Соединенные Штаты должны отказаться от обычного сжигания газа на факелах, чтобы сократить выбросы парниковых газов и не тратить топливо впустую. Регулирующие органы могут потребовать, чтобы скважины были подключены к газовой инфраструктуре до того, как будет разрешена добыча, даже если экономические соображения не оправдывают поставки газа на рынок.

Увеличение мощностей по экспорту СПГ могло бы помочь в этом отношении, предоставив выход для большого количества природного газа из США, который будет продаваться за границу, а не расточительно сжигаться здесь.

Принять меры по сокращению выбросов парниковых газов в стране и за рубежом

Чтобы предотвратить наихудшие последствия изменения климата, Соединенные Штаты должны сократить выбросы парниковых газов во всей экономике. Вероятно, потребуется ряд мер политики, поскольку проблемы в разных секторах различны. В «Моем жизненно важном избирателе по изменению климата» кратко излагается потенциальная политика, от налогов на выбросы углерода до поощрения использования альтернативных видов топлива и до прямого регулирования выбросов.

Важным моментом здесь является упор на сокращение выбросов. Политика, направленная на сокращение спроса на ископаемое топливо, также должна быть направлена ​​на сокращение выбросов парниковых газов. Например, политика США, требующая смешивания кукурузного этанола с бензином, снижает спрос на нефть, но оказывает незначительное влияние на выбросы парниковых газов. Мы должны сосредоточиться на первопричине проблемы.

Поскольку ископаемое топливо широко используется и продается во всем мире, сокращение внутреннего предложения в США вряд ли окажет большое влияние на глобальные выбросы парниковых газов.Однако Соединенные Штаты являются вторым по величине источником выбросов парниковых газов в мире, и 77% выбросов парниковых газов в США приходится на сжигание ископаемого топлива. ⁵ Значительное сокращение спроса на ископаемое топливо в США и, в конечном итоге, отказ от его сжигания без улавливания, хранения или использования углерода — это действие, которое сдвинет иглу в сторону изменения климата. Сильная и последовательная климатическая политика также направит энергетической отрасли правильный сигнал для определения ее будущих инвестиций.

Соединенные Штаты также могут предоставить руководство и техническую помощь, чтобы помочь другим странам преобразовать свои энергетические системы и сократить выбросы парниковых газов.Соединенные Штаты могут прекратить субсидирование производства и потребления ископаемого топлива и помочь другим странам сделать то же самое. Переход к низкоуглеродной энергии в Соединенных Штатах и ​​других богатых странах может создать рынки и эффект масштаба для низкоуглеродных технологий, снижая затраты для всех, как Германия работает над своим Energiewende. Лаборатории и университеты США являются предметом зависти всего мира, и проводимые здесь исследования могут предоставить решения глобальных проблем. Наконец, Парижское соглашение включает цель «привести финансовые потоки в соответствие с курсом на низкие выбросы парниковых газов и устойчивое к изменению климата развитие». ⁶ Соединенные Штаты могут предоставить прямую помощь странам, которые в ней нуждаются, возможно, вернувшись к своему обязательству выделить дополнительно 2 миллиарда долларов в Зеленый климатический фонд. Кроме того, глубокие и ликвидные рынки капитала США могут быть еще более важными в качестве источника финансирования, особенно когда инвесторы США ищут более экологичные инвестиции.

Соединенные Штаты могут быть лидером в улучшении, а затем сокращении производства ископаемого топлива

У Соединенных Штатов есть возможность стать мировым лидером в улучшении показателей сектора ископаемого топлива и свертывании этого сектора, когда придет время.Преобразование глобального энергетического сектора с его сопутствующей инфраструктурой стоимостью триллионы долларов потребует времени. Некоторые виды использования ископаемого топлива, такие как тяжелый транспорт и промышленность, никогда не могут быть прекращены, а вместо этого их выбросы могут быть уловлены или компенсированы. Тем временем Соединенные Штаты могут продемонстрировать, как производить ископаемое топливо с максимальной чистотой, и побудить других производителей сделать то же самое. Соединенные Штаты также могут стремиться к большей ответственности за выбросы парниковых газов при добыче нефти и газа.

В конечном итоге добыча нефти и газа в США будет снижаться по мере снижения мирового спроса на это топливо. Производство в США конкурентоспособно при сегодняшнем уровне спроса и цен, но Соединенные Штаты не производят самые дешевые или самые низкие выбросы парниковых газов, нефть и газ — это различие принадлежит производителям на Ближнем Востоке. В какой-то момент нефть и газ США перестанут быть конкурентоспособными в мире с низким уровнем выбросов углерода.