Изгаряне на газ във факел: причини, въздействия и решения за по-чисто бъдеще

В световния петролен бизнес, изгарянето на газ във факел – контролираното изгаряне на природен газ генерирани по време на добив на суров нефт—отдавна е стандартна процедура. Освен че е огромно разхищение на ценен енергиен ресурс, този начин на обезвреждане на съпътстващ нефтен газ (СПГ), който се отделя заедно с петрола, също допринася значително за изменението на климата намлява влошаване на околната среда.

Изгарянето на газ във факели продължава да бъде основен световен проблем, от огромните нефтени находища в делтата на Нигер в Нигерия до изолираните офшорни инсталации в Северно море и огромните находища в Русия и Близкия изток. Последните данни показват, че проблемът се влошава, а не се подобрява, въпреки световните обещания за намаляване на емисиите и технологичните пробиви.

Глобалните обеми на изгаряне на газ през 2024 г. са били 151 милиарда кубически метра (млрд. куб. м), което е увеличение с 2% спрямо предходната година и най-високото ниво от 2007 г.Този скок подчертава колко е спешно да се предприемат координирани усилия за намаляване на последиците и за преминаване към методи за устойчива енергияВъпреки че изгарянето на газ във факел се извършва от началото на 19-ти век, по време на проучванията на нефт, то става по-известно в средата на 20-ти век, когато световното производство на петрол се увеличава рязко.

Много страни производителки на петрол са засегнати, а деветте страни с най-голямо количество изгаряния на газ – Ирак, Венецуела, Алжир, Нигерия, Либия, Съединените щати, Русия и Иран – представляват по-голямата част от световните обеми.

Тези факли, които подобно на безкрайни огньове осветяват нощното небе, представляват както изобретателността на човешката индустрия за добив на ресурси, така и късогледството ни в управлението на ресурсите. Справянето с изгарянето на газ във факели е от решаващо значение, тъй като светът се бори с двойния проблем - енергийната сигурност и климатичната катастрофа.

С акцент върху силно засегнати райони като Нигерия, това есе изследва работещи решения, като същевременно се задълбочава в произхода на изгарянето на газ във факел и неговите сложни ефекти върху околната среда, човешкото здраве и икономиките. Разглеждайки тези фактори, се надяваме да покажем пътя към по-устойчиво и чисто бъдеще.

Какво е изгаряне на газ?

По същество, изгарянето на газ във факел включва целенасочено изгаряне на природен газ, който се създава като страничен продукт от добива на нефт. Метанът (CH₄), етанът, пропанът и други въглеводороди съставляват по-голямата част от свързания газ, който често се извежда на повърхността със суровия петрол, когато се добива от подземни резервоари. В идеалния свят този газ би се добивал, рафинирал и използвал за производство на енергия, като например електричество, или би се втечнявал за износ като втечнен природен газ (LNG).

Въпреки това, операторите често използват високи комини, наречени факелни комини, за да го изгарят, особено в изолирани или неразработени находища. Въпреки че изгарянето на факел предотвратява натрупването на опасни газове, то се използва най-вече като техника за обезвреждане в ситуации, където инфраструктурата за използване на газ или не съществува, или не е финансово жизнеспособна.

Чрез запалването на газа на върха на факелния комин, метанът и други въглеводороди се трансформират във въглероден диоксид (CO₂), водна пара и други замърсители. Изгарянето във факел произвежда много парникови газове и отрови, въпреки че е по-добро от изпускането на пара, при което газът се изпуска директно в атмосферата без изгаряне и би се отделил силен метан.

Около 389 милиона тона емисии на CO₂ се произвеждат всяка година в световен мащаб в резултат на изгаряне във факел, което изостря климатичната катастрофа. В операции, където улавянето на газ се счита за непрактично, рутинното изгаряне във факел – за разлика от аварийното изгаряне – се извършва редовно и е най-опасното.

Причини за изгаряне на газ

Изгарянето на газ във факел е резултат от редица оперативни, правни, икономически и инфраструктурни проблеми, а не е присъщ страничен продукт от производството на петрол. Разработването на успешни методи за смекчаване на последиците изисква разбиране на тези причини.

• Липса на инфраструктура
• Оперативна безопасност
• Икономически фактори
• Регулаторни пропуски

1. Липса на инфраструктура

Инфраструктурата, необходима за събиране, преработка и транспортиране на бензин, или липсва, или е недостатъчна в много региони, произвеждащи петрол, особено в развиващите се страни. Често няма съоръжения за съхранение, преработвателни съоръжения за изолиране на важни компоненти като пропан-бутан (втечнен нефтен газ), или тръбопроводи за доставка на газ до пазарите.

Изграждането на такава инфраструктура, например, може да бъде логистично трудно и непосилно скъпо в изолирани наземни райони или отдалечени офшорни зони. В резултат на това, пътят на най-малко съпротивление за операторите е да изгарят газа във факел.

2. Оперативна безопасност

Понякога, от съображения за безопасност, изгарянето на факел не може да се избегне. За да се избегнат експлозии или повреди на оборудването, излишният газ трябва да се изпусне по време на тестване на сондажи, поддръжка или непланирано повишаване на налягането. Изгарянето на факел служи като регулиран изпускателен клапан при аварийни ситуации, като например повреди на оборудване или прекъсвания на електрозахранването. Въпреки че тези събития обикновено са кратки, те увеличават общите количества изгаряне на факел, особено в по-стари инсталации, които е по-вероятно да се повреди.

3. Икономически фактори

Икономическите аспекти на потреблението на бензин са от решаващо значение. Цените на природния газ подлежат на промяна и инвестициите в системи за улавяне не биха могли да се изплатят веднага в райони с малко вътрешно търсене или ограничени възможности за износ. Тъй като гледат на бензина като на страничен продукт, а не като на копродукт, петролните корпорации често дават по-висок приоритет на производството на петрол.

Счита се, че изгарянето във факел е по-евтино от комерсиализацията или повторното инжектиране на газ, което включва връщането на газ в резервоара за подобряване на добива на нефт. Изгарянето във факел се насърчава допълнително в условия на ниска регулация, когато има малко последици за дейността.

4. Регулаторни пропуски

Изгарянето на газ във факел се поддържа от хлабави или неравномерно прилагани разпоредби. В много страни съществува законодателство против изгарянето, но прилагането му е затруднено от политически вълнения, корупция и липса на надзор. Конфликт на интереси, например, може да възникне в страни, където оперират държавни петролни компании, което води до неадекватно управление.

Въпреки че успехът варира значително, международни споразумения, като например усилията на Световната банка „Нулево рутинно изгаряне на факели до 2030 г.“ се опитват да решат проблема. Тези фактори са взаимосвързани; например, регулаторните недостатъци често водят до икономически демотивиращи фактори, които подхранват порочен кръг.

Ефекти от изгарянето на газ във факел

Освен очевидните пламъци, изгарянето на газ във факел има значителни отрицателни последици за околната среда, общественото здраве и икономиките.

• Въздействия върху околната среда
• Въздействие върху здравето
• Други ефекти

Въздействия върху околната среда

Изгарянето на газ във факел освобождава различни химикали, които увреждат екосистемите и ускоряват изменението на климата, което го прави сериозен екологичен нарушител.

• Емисии на парникови газове
• Замърсяване на въздуха
• Киселинен дъжд

1. Емисии на парникови газове

Въпреки че непълното горене може да отдели неизгорял метан, газ 25 пъти по-мощен от CO₂ за 100 години, изгарянето във факел трансформира метана в CO₂. Около 389 милиона тона еквивалент на CO₂ са произведени чрез изгаряне във факел през 2024 г., подкопавайки международните опити за ограничаване на затоплянето до 1.5°C. Покачване на морското равнище, загубата на биологично разнообразие, а екстремните метеорологични явления се влошават от това.

2. Замърсяване на въздуха

Сред емисиите са прахови частици, серен диоксид (SO₂), азотни оксиди (NOx) и летливи органични съединения (ЛОС). Тези замърсители влошават качеството на въздуха, създавайки смог и изостряйки дихателните проблеми в близките райони. Продължаващото изгаряне на горива е причинило покриване на сажди на ландшафта и намалена видимост в райони като делтата на Нигер.

3. Киселинен дъжд

Киселинен дъжд се създава, когато серните съединения от изгарянето на газ в факели се комбинират с атмосферни валежи, причинявайки подкиселяване на почвата, увреждане на реколтата и замърсяване на водните басейни. Това се отразява на рибарството и селското стопанство, застрашавайки продоволствената сигурност в райони, които вече са изложени на риск. Изгарянето на газ във факел също така води до прахосване на енергия; факелът от 2024 г. с капацитет 151 милиарда кубически метра би могъл да осигури годишно количество електроенергия в Субсахарска Африка, което подчертава алтернативната цена на преминаването към възобновяема енергия.

HВъздействия върху здравето

Общностите в близост до нефтени находища са особено изложени на сериозен риск от здравословни проблеми поради продължително излагане на емисии от факели.

• Респираторни заболявания
• Рискове от рак

1. Респираторни заболявания

Прахови частици и азотни оксиди (NOx) са примери за замърсители, които дразнят белите дробове, причинявайки бронхит, астма и хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ). Жителите на делтата на Нигер в Нигерия имат по-високи нива на тези заболявания, според проучвания, проведени там.

2. Рискове от рак

Левкемията и други злокачествени заболявания са по-чести, когато са налични канцерогенни вещества като бензен и полициклични ароматни въглеводороди (ПАВ). В горещи точки на пламъци, продължителната експозиция е свързана с повишена смъртност.

Други ефекти

ЛОС често причиняват неврологични проблеми, кожни обриви и очни раздразнения. Поради опасното излагане, бременните жени са изложени на риск от раждане на деца с ниско тегло при раждане и аномалии в развитието. Социалното неравенство се изостря от тези здравословни проблеми, които непропорционално засягат маргинализираните групи.

1. Икономически загубиФакелното изгаряне е пример за пропусната бизнес възможност.
2. Загубени ресурсиПродажбите на изгарян на факели газ за износ, нефтохимикали или производство на електроенергия биха могли да генерират приходи. Според оценките, изгаряният на факели бензин би струвал на световната икономика милиарди долари през 2024 г., лишавайки нациите от доходи.
3. Повишени разходиДържавите, които използват факелен газ, често внасят енергия, което води до покачване на цените. Изгарянето на факели ускорява изчерпването на резервоарите и намалява ефективността на находищата за петролните компании.
4. По-широки последствияРазходите за почистване, загубата на селскостопанска производителност и медицинските сметки са последствия от опустошението на околната среда. Изгарянето на газ струва на Нигерия повече от 2 милиарда долара годишно, което възпрепятства напредъка.

Изгаряне на газ в Нигерия и глобален контекст

Нигерия, която се класира на осмо място в световен мащаб през 2024 г. с 12% увеличение на обемите - вторият най-висок скок в световен мащаб - въпреки само 3% увеличение на производството на петрол, е отличен пример за проблемите, свързани с изгарянето на газ във факел. Факелите в делтата на Нигер, която има огромни петролни находища, горят непрекъснато от десетилетия, което дава на района прякора „земята на вечните пламъци“.

Общностите са изправени пред здравословни проблеми, подкиселени реки и помрачено небе, докато саботажът и несигурността затрудняват развитието на инфраструктурата. Комерсиализацията на изгарян газ е целта на правителствени програми като Програмата за комерсиализация на изгарянето на газ в Нигерия (NGFCP) и Програмата за намаляване на изгарянето на газ в газ; регулаторните пропуски, корупцията и недостатъчното прилагане обаче възпрепятстват успеха.

Последните доклади показват бавен напредък, като изгарянето на газ продължава в резултат на бойната активност и влошаващата се инфраструктура. Поради трудностите с износа и отдалечените сибирски находища, Русия е начело в света по количества, изгаряни на факели.

Докато САЩ наблюдават изгаряне на газ в шистови находища като Пермския басейн, Иран и Ирак са изправени пред сходни проблеми в контекста на геополитическото напрежение. Изгарянето на газ се влошава от икономическите проблеми на Венецуела, докато нестабилността е проблем в Алжир и Либия. Слабото управление и неадекватната инфраструктура са повтарящи се елементи в тези казуси.

Решения за изгаряне на газ във факел

Необходима е сложна стратегия, съчетаваща технологии, политика и сътрудничество, за да се спре рутинното изгаряне на факели.

• Улавяне и оползотворяване на газ
• Укрепване на регулациите
• Алтернативи за възобновяема енергия
• Технологични иновации
• Публично-частно партньорство

1. Улавяне и оползотворяване на газ

Ключът към улавянето и преработката на приточен газ (PNG) са инвестициите в инфраструктура. Технологии като повторно инжектиране подобряват добива на петрол, докато преобразуването на газ в течности (GTL) трансформира бензина в горива. Проекти за превръщане на изгарян във факел газ в втечнен природен газ (LNG) или пропан-бутан (LPG) биха могли да задоволят вътрешното търсене в Нигерия.

2. Засилване на разпоредбите

Редовното изгаряне на газ във факел трябва да бъде забранено със закон и да подлежи на сериозни глоби. Това се подкрепя от повече от 100 страни, подписали инициативата на Световната банка „Нулево рутинно изгаряне на газ във факел до 2030 г.“ Спазването може да се осигури чрез прозрачен мониторинг, използващ сателитни данни.

3. Алтернативи на възобновяемата енергия

Преминаването към възобновяема енергия намалява зависимостта от петрол. Дейностите могат да бъдат захранвани от вятърна и слънчева енергия, което намалява необходимостта от изгаряне на газ. Механизмите за ценообразуване на въглеродните емисии насърчават намаляването на емисиите.

4. Tтехнологични иновации

Системи за оползотворяване на факелен газ (FGRS), които компресират и използват повторно газ, мобилни инсталации за улавяне на въглерод, които намаляват изгарянето му с 60% в пилотни проекти, и оптимизирани с изкуствен интелект процеси са примери за последните разработки. Нови възможности се предоставят от опциите за производство на енергия от газ, като например производство на място и блокчейн за въглеродни кредити. Въглеродните нанотръби, получени от CO₂, са един пример за иновация, която превръща замърсителите в материали.

5. Публично-частно партньорство

Проектите се финансират чрез сътрудничество; например Ирак има договори за декарбонизация на стойност 100 милиона долара с фирми като Wood за намаляване на изгарянето на газ със 78% до 2025 г. Това се подкрепя от международно финансиране от организации като Глобалното партньорство за намаляване на изгарянето на газ и метана. Предимствата – по-ниски емисии, по-добро здраве и финансови печалби – са огромни, но прилагането на тези решения на практика изисква политическа воля и финансиране.

Заключение

Въздействието на петролния сектор върху околната среда и нереализираният потенциал за устойчиво използване на ресурсите са ясно изразени от изгарянето на газ във факели. С очаквани количества в световен мащаб да достигнат 151 милиарда кубически метра през 2024 г., практиката допринася за здравословни проблеми и изменението на климата, като същевременно губи достатъчно енергия за захранване на цели райони. Човешката цена, от замърсени общности до загубени доходи, е илюстрирана от страни като Нигерия, която се бори с 12% увеличение на изгарянето на газ във факели.

Въпреки това, има оптимизъм в изпитаните и верни решения: до 2030 г. рутинното изгаряне на газ във факели може да бъде премахнато чрез сътрудничество, строги закони и авангардни технологии. Можем да потушим тези ненужни пожари и да създадем по-чисто бъдеще, като дадем основен приоритет на използването на бензин, възобновяемата енергия и иновациите. Тази промяна обещава възстановяване на околната среда, развитие на работни места и енергийна сигурност за икономиките, които разчитат на петрола.

Пътят напред изисква международно сътрудничество; спирането на изгарянето на газ във факел е стъпка към устойчиво и справедливо развитие, както и екологична необходимост. Днешните решителни действия ще озарят утрешния ден, докато светът следи за постигане на цели за нулеви нетни емисии.

Препоръки

•  7 смъртоносни въздействия върху околната среда от ерозията на почвата
  .
• Топ 10 на въздействието на бензина върху околната среда
  .
• 42 плюсове и минуси на природния газ
  .
• 4 стъпки от процеса на производство на биогаз
  .
• Как биогазът трансформира земеделската общност