Метанът като парников газ, метан и изкопаем газ, замърсяване: част 2

По данни, използвани от CAN Europe, емисиите на метан от изкопаеми горива представляват приблизително 35% от всички антропогенни емисии на метан – 23% от тях в нефтения и газовия сектор и 12% във въглищния. Емисиите на метан се срещат по цялата верига на доставки на изкопаем газ. Това се дължи както на преднамерени, така и на случайни изпускания на метан в атмосферата. Пример за първото е, когато се извършват определени работи по поддръжката на газопроводи, които изискват изпразване на участък от тръбопровода. Ако изкопаемият газ, който е транспортиран, се счита за нежизнеспособен/неатрактивен от търговска гледна точка, той ще бъде изпуснат в атмосферата. Тъй като изкопаемият газ се състои основно от метан, големи количества от парниковия газ се озовават в атмосферата, допринасяйки за глобалното затопляне. Примерите за случайно изхвърляне на метан в атмосферата включват неправилно функциониране на оборудване и аварии, и по-общо, непрограмирани изхвърляния на изкопаем газ в атмосферата.

Емисиите на метан от изкопаемия газ се наблюдават по цялата верига за доставка, включително по време на фазата преди добива (напр. от хидравличното разбиване и завършването на кладенците), фазата на добива (напр. от дифузни/неорганизирани емисии, изпускане на газ/ обезвъздушаване от оборудването и при ремонтни дейности), фазите на събиране и преработка (напр. от изпускане на газ от оборудването и течове), фазите на пренос и съхранение (напр. от изпускане на газ и течове от компресори, течове от газопроводи и изпускане на газ и течове от площадки за съхранение), фазата на разпределение (например от течове от газопроводи, течове и изпускане от измервателни и регулиращи станции и течове и изпускане от измервателни уреди на клиенти) и фазата на използване (например поради непълното изгаряне на изкопаемия газ в котли). Освен това няколко изоставени петролни и газови кладенци, и въглищни мини продължават да отделят големи количества метан дълго време след извеждането им от експлоатация, когато не са правилно запечатани.

Европейският съюз е най-големият вносител на изкопаем газ в света. По данни на Евростат, 41% от вносният газ произхожда от Русия, 16% от Норвегия, 8% от Алжир и 5% от Катар (фиг. 3)

Фигура 4: Внос на изкопаем (природен) газ в ЕС през 2019 г. Източник: Евростат

Според ЕК, енергийният сектор отговаря за 1/5 от антропогенните емисии на метан в ЕС. Но тази оценка не включва емисиите от внос на енергия от изкопаеми горива, в такъв случай делът би бил по-голям. Най-рентабилните и бързи намаления на емисиите на метан могат да бъдат постигнати именно в енергийния сектор. Освен това, специфични мерки за намаляване на метана в сектора, като Задължения за засичане и отстраняване на течове от газова инфраструктура (LDAR) и Забрана на практиките на рутинно изпускане и изгаряне (BRVF) в секторите на въглищата, газа и петрола, биха могли да доведат до голямо количество допълнителни намаления.

През изминалите 3 десетилетия абсолютните емисии на метан в ЕС и в България отбелязват спад с 50% (фиг. 4 и 5).

Фиг. 5: Емисии на метан (хил. тона CO₂ еквивалент) в енергийния сектор в ЕС за периода 1990-2018. Източник: https://data.worldbank.org

Фиг. 6: Емисии на метан (хил. тона CO₂ еквивалент) в енергийния сектор в България за периода 1990-2018. Източник: https://data.worldbank.org

Доклад на международната агенция по енергетика, „Глобален тракер на метана 2022 г.“

По данни на доклада на Международната агенция по енергетика IEA, „Глобален тракер на метана 2022 г.“ (Global Methane Tracker 2022), публикуван през февруари 2022 г., емисиите на метан от енергийния сектор през 2021 г. нарастват с 5% спрямо 2020 г. до 135 Mt. Анализът на доклада показва, че емисиите в енергийния сектор са със 70% по-големи от официални данни Страните с най-големи емисии на метан са Китай, Русия и САЩ.

Според документа енергийният сектор е отговорен за около 40% от общите антропогенни емисии на метан, на второ място след земеделието. От енергийния сектор, 42 Mt произхождат от въглища, 39 Mt – от извличането, преработката и транспортирането на изкопаем газ, 9 Mt се дължат на непълното изгаряне на биоенергия (главно при използване на дърва и друга твърда биомаса за готвене) и 4 Mt са вследствие на течове от уреди за крайна употреба (фиг. 6).

Фиг. 7: Световни емисии на метан в Mt по сектори по оценка на IEA (светло синьо) и по данни на Рамковата конвенция по климатичните промени UNFCCC (тъмно синьо). Източник: IEA, Global Methane Tracker 2022

Доклада също така показва, чрез достъпните научна информация и измервания, че нивата на официално съобщаваните емисии на метан са по-ниски от реалните. На глобално равнище общите емисии на метан в енергийния сектор са с около 70% по-високи от сумата на оценките на националните правителства.

Нарастват и данните от спътници за течовете на метан в света. На фиг. 8 е представена карта с райони със съществени течове. Поради ограничения в данните, липсва информация за екваториалните и северните райони на света (сред които и основните райони на производство на петрол и газ в Русия), както и за офшорни операции. Големи течове са констатирани в 15 държави през 2021 г., по-съществени в Пермски басейн в Текса и много големи течове в Централна Азия. Туркменистан е отговорен за 1/3 от случаите на много големи емисии в света през 2021 г. В районите от тези 15 държави, за които се извършват спътникови наблюдения, случаите на големи по мащаб течове отговарят за около 6% от общите емисии.

Фиг. 8: Карта на големи течове на метан от човешка дейност, по данни от спътникови измервания. Източник: IEA, Global Methane Tracker 2022

Употреба на изкопаем газ

Емисии от готвене с газ.

Учени от университета в Станфорд установяват, че приблизително 1,3% от газа, използван от газови готварски печки в домовете, се изпуска под формата на метан, при изключен котлон. Резултатите от изследването, излязло в края на януари 2022 г., показват, че емисиите на метан по време на запалване и загасване на печката се равняват на емисиите от горене на газа в продължение на 10 минути. Изненадващо е установено, че ¾ от емисиите на метан се отделят, когато печките са изключени, което предполага, че газовите уплътнения и свръзки между котлона и домашните газови тръби, независимо колко често се използват печките. Екипът, провел изследването, изчислява, че емисиите на метан от газовите печки са подценени от EPA, най-малко с 15% спрямо данните им за 2019 г.

Проучването също така открива, че в домове без аспиратори или с лоша вентилация, концентрацията на вредните азотни оксиди (вторичен продукт от изгарянето на изкопаем газ), е възможно да достигне и да премине безопасните граници в рамките на минути, особено в домове с малки кухни. Емисиите на азотните оксиди са пряко пропорционални на количеството изгорен газ. Азотните оксиди или NOx представляват особено вреден риск за децата и възрастните хора.

Вредните странични продукти от изгарянето на изкопаем газ липсват при електрическите уреди.

Метан като гориво.

Съществуват 2 вида изкопаем газ, които се използват за гориво за превозни средства: компресиран изкопаем газ (CNG) и втечнен изкопаем газ (LNG).

Втечненият изкопаем газ (LNG, различно от GNL) е изкопаем газ, преобразуван в течна форма. Процесът на втечняване включва охлаждане на газ до -162°C и премахване на определени примеси като прах и CO₂. LNG заема 600 пъти по-малко обем от изкопаемия газ при стандартно атмосферно налягане. Това улеснява съхранението и транспорта на газа на големи разстояния без нужда от тръбопроводи – обикновено в специално проектирани кораби или LNG танкери. Когато достигне крайната си дестинация, LNG бива обратно втечнен и разпределен през газовите мрежи, като изкопаемият газ от тръбопроводите. LNG все по-често се използва като алтернативно гориво за кораби и камиони. Осигуряването на достъп на всички страни от ЕС до пазарите с втечнен изкопаем газ е ключова цел на стратегията на ЕС за енергиен съюз. През 2021, 13 държави от ЕС внасят над 80 милиарда кубични метра LNG (bcm, еквивалент на газ), с 4% по-малко от предишната година. Най-големите вносители на LNG в ЕС са Испания (21,3 млрд. куб. м), Франция (18,3 млрд. куб. м), Италия (9,3 млрд. куб. м), Нидерландия (8,7 млрд. куб. м) и Белгия (6,5 млрд. куб. м).

Компресираният изкопаем газ (CNG) се произвежда чрез компресиране на изкопаем газ до по-малко от 1% от обема му при стандартно атмосферно налягане. За да се осигури достатъчен пробег, CNG се съхранява на борда на превозното средство в сгъстено газообразно състояние при високо налягане. CNG се използва за леко, средно и тежкотоварни приложения. Задвижваният със CNG автомобил има приблизително същата икономия на гориво като конвенционален бензинов автомобил.

Пропан-бутан.

Пропан-бутанът, накратко LPG газ (англ.: liquefied petroleum gas), е една от няколкото течни смеси на летливите тежки въглеводородни газове пропен, пропан, бутен и бутан. Типичната търговска смес може да съдържа също така етан и етилен, както и летлив меркаптан – газ с мирис на сяра, добавян като предпазна мярка.

Пропан-бутанът се извлича от „мокър“ изкопаем газ (газ с кондензируеми тежки въглеводороди) чрез абсорбция. Полученият газ има ниска температура на кипене и трябва да се дестилира, за да се отстранят по-леките съставки, след което да се обработи, за да се отстранят сероводородът, въглеродният диоксид и водата. Готовият пропан-бутан се транспортира по тръбопроводи и със специално построени морски танкери.

Пропан-бутанът достига до битовия потребител в бутилки под ниско налягане. Най-голямата част от произвеждания пропан-бутан се използва в системите за централно отопление, а следващата – като суровина за химическите заводи. LPG обикновено се използва като гориво за газови барбекюта, газови готварски плотове и фурни, за газови камини и преносими отоплителни уреди. В Европа нагревателите за вода с пропан-бутан са широко разпространени. Използва се и като моторно гориво и за резервни генератори.

Използвани литература и материали:

Метанът като парников газ, метан и изкопаем газ, замърсяване: част 1

Още по темата