【专家解说】： 石油集输生产过程中实现节能减排的探讨
[摘要]石油是国家重要的战略资源，提高石油资源的有效利用迫在眉睫。本文就石油集输生产过程中如何实现节能减排，进行了深入研究。提出了节能减排的主要途径：一是利用热电厂余热蒸汽，实现能源跨行业按梯度降品依次使用，达到节能减排的目标；二是利用低硫煤制气替代原油，实现能耗结构的优化和减少有害气体的排放；三是利用重油替代原油，实现能源的降品使用。推进石油集输生产工艺的改进，关键是创新管理、跨越行业、节能减排、创造和谐、才能实现建设节约型油田、输油管道的目标，为建设和谐社会做出贡献。
[关键词]石油集输，节能减排，研究
1 概述
我国既是石油资源相对匮乏的国家，又是石油利用效率相对低下的国家。我国单位产值能耗比世界平均水平高2.4倍，是美国的2.1倍，是德国的4.97倍。石油工业企业是国家的重要能源生产部门，其在生产能源的同时又消耗了大量的优质能源，特别是在原油集输过程中消耗了大量的优质能源，其节约替代潜力很大。油田、输油管道集输生产过程中消耗的燃料油主要是优质的原油，年消耗原油数十万吨，如何节约或替代这部分原油，实现节能减排的目的，是一个十分重要的课题。依据国家石油战略安全决策，特别是能源消耗和环保指标严重制约国民经济发展的状况，作者所在东北石油管道公司经过5年多的调研和实践，针对油田、管道的站、库利用余热能源、替代能源实现节能减排降耗进行专题研究，并取得阶段性的成果。
2 节能减排降耗的主要途径
几年来，经过深入调研论证认为，油田、输油管道集输生产过程燃料油的节约、替代、减排和降耗，必须树立科学的发展观，因地制宜地制订可行的方案，以保证其在技术上可行，在经济上合理，在环保方面高于国家标准，实现节能减排和能耗的社会化优化配置。
2.1 利用热电厂余热蒸汽实现节能减排降耗(方案1)
该方案是实现节能减排降耗的最佳途径，其关键是：在输油站库经济距离内有热电厂并有可利用的余热资源，其最大优点是不需运行热设备消耗能源，污染零排放，实现能源跨行业按梯度降品依次使用，是最经济合理的。其难点是需要对能源利用进行市场整合，购买余热蒸汽的价格、计量谈判是最难的事项。一般站库的经济距离应满足NPW>K，即在合理的投资回收期内，其净现值大于投资。因为：
NPW=mn(P/F，i，n)=(P-C)n(P/F，i，n)，
K=LK，则：
LK<(P-C)n(P／F，i，n)，当K、P、C、n目标值一定时，则：
式中：
NPW——净现值，万元；
P——年总收入，万元；
C——年总成本，万元；
(P／F，i，n)——复利现值系数；
K——总投资，万元；
L——敷设蒸汽管道长度，km；
K——敷设蒸汽管道单位投资，万元／km。
上式说明子项盈利能力大，敷设蒸汽管道经济距离就增长。通过调研，敷设蒸汽管道的经济距离一般在10～20km不等。
利用余热蒸汽替代燃料油，最重要的是实现了能源的社会化优化配置。其优势有：一是减少了国家重要战略资源的消耗。它将热电厂产生的冷源排汽通过管道输送到用热单位，实现能源消耗的按梯度降品使用，减少直接燃烧优质原油生产低品位热能的状况。如图1所示：冷源排汽得到二次利用，可提高能源效率42.9%，使能源利用更趋于合理，其价值和意义重大。二是减少了大量的温室气体排放。每少烧一吨原油就可减少3～4倍的温室气体排放，特别是SO2等有害气体的排放，对保护环境贡献是很大的。三是减少热设备及辅助设备运行维护物耗，如电、盐、水、树脂等资源的消耗，减少资源在低端重复消耗。四是提高了企业效益和社会效益。五是提高了安全生产系数。
由于受到利用余热资源的限制，其可替代燃料油仅占消耗量的15%～20%，那么如何替代更多的燃料油，这就是下面要研究的方案。
2.2 利用低硫煤制气替代燃料油，实现替代优质原油和减少有害气体的排放(方案II)
从俄罗斯进口原油后，输油管道油品含硫上升十几倍。所以替代燃料油不仅节约优质原油，而且可减少大量的SO2排放。
做好利用充裕的低硫煤制气，实现能源消耗结构的优化推广工作。煤制气是国家推行的“清洁能源行动”总体目标之一。该项技术已有几年的生产发展历程，属于成熟技术并有定型设备。现已广泛用于发电厂、煤化工、建材工业、城市供热、矿山等行业。
技术先进性评价 目前，世界上最先进的煤制气设备是美国和德国生产的，适用于大规模化生产，设备价格是国产设备的8～10倍以上，上述情况不适用于分散、多点、规模小的情况。
技术适用性评价 从技术适用性方面来看，国产煤气发生炉技术适用性强，符合我们的国情、厂情，其最大特点是：不需更新或改造原热设备，在原供热系统嵌入煤气发生炉系统，即可实现使用清洁燃料、优化能耗结构、大幅度降低费用的目的。
主要的技术参数指标
a.煤气发生炉热效率90.97%；
b.排尘浓度27.8mg／m3，大大低于国家I类地区排放标准；
c.林格曼黑度<1级，大大低于国家I类地区排放标准；
d.出渣采用湿式出渣方式，无二次扬尘；
e.炉膛温度800～1300℃；
f.无噪音污染(因没有大量的研磨设备)。
综合评价其技术先进性、适用性和各项技术参数，将煤气发生炉应用到油田、输油管道在技术上是可行的，专家评价认为小型炉没有引进的必要。利用东北地区充裕的低硫煤制气，实施替代燃料油，实现能源消耗结构的优化。鉴于煤制气在技术上可行，经济上合理，环保方面高于国家标准，我们应予以重视选择一个较好的地点，进行工业应用实验以取得经验并推广。从长远来看煤制气优于重油，一是资源多，二是价格低，三是社会效益显著。
2.3 利用重油替换燃料油(原油)，实现能源的降品使用(方案Ⅲ)
以前推行过利用重油替换原油的实践90年代初，输油管道推广了用重油替换燃料油(原油)项目，取得了十分显著的企业和社会效益。90年代末由于政策、管理等因素而终止。
重油解决的渠道 国内重油十分紧缺，若替代十几万吨原油，大部分需要进口，用2年时间即可推广到各站。
效益评价 一般原油与重油差价500元／t(但重油需求旺季其差价≤300元/t)，折旧、运输、储存、损耗、税费等成本300元／t，每吨收益达200元左右。经济效益显著，更重要的意义在于将石油这一十分短缺的资源，节约下来用于深加工可创造更大的价值。
需要注意的几个问题 一是近几年设备更新部分采用进口火嘴，对重油品质要求较高。二是储存周期长，运输损耗大，储运安全十分重要。三是需要资金额度大。
2.4 其他替代燃料油方案(方案Ⅳ)
其他方案有：利用天然气替代燃料油方案，由于天然气价格逐步接近原油价格，所以这里不予论述。另外分子筛、降凝剂等物理的化学的方法应用不稳定，节约电能及躲峰用谷用电，这里也不予论述。
从上述四个方案综合分析来看，油田、输油管道节能减排降耗最佳方案依次为：利用热电厂余热蒸汽替代燃料油方案、利用“煤制气”替代燃料油方案、利用重油替代燃料油方案及其他方案。
3 结论
综上所述，石油集输生产过程节能减排降耗潜力巨大。推进节能减排降耗项目的实施，关键是要创新思维，胸怀全局，探索新路，创造价值。这样才能培育出更大的市场，创造更大的价值，为国家做出更大的贡献。
(1)做好节能减排降耗项目必须树立科学发展观，在能源消耗上必须打破一门一户、一户一炉旧的传统模式，向系统化、集约化、社会化优化配置发展，这才符合市场规则。
(2)做好节能减排降耗项目要树立大能源观，现在一般企业的生产设备引进水平很高，效率也很高，但能源利用水平仍不高，其关键是管理观念不高，低水平用能现象普遍，所以企业用能要树立大能源观，从区域周边考虑合理用能，才能使利用能源有一个质的跨越。
(3)利用余热蒸汽替代燃料油已有过成功的试验，是推广的问题。一年节约几十万吨原油，减少几百万吨的温室气体排放，对社会是一个很大的贡献，也是建设节约型油田、输油管道的重要内容，是对建设和谐社会的重要贡献。
(4)国家在制定政策时对利用余热资源应予以支持，如热电厂向社会提供余热的义务、价格的限制等，促使利用余热能得到更广泛的推广。
(5)加大对节能减排降耗的奖惩力度，对消耗高品位能源生产低品位热能的要加征税收，促进其改进生产工艺，对取得节能减排降耗成果的要加大奖励。
