雷 婷，王曉萌，韓建波，陳 虹

（1.中國石油天然氣管道工程有限公司 廊坊 065000；2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 大連 116023）

石油伴生氣是指伴隨原油以氣相形態(tài)被采出，通常含有大量甲烷等輕烴、少量重烴及H2O、CO2、H2S、N2等非烴類化合物的氣體混合物。作為石油開采的常見副產(chǎn)物，伴生氣通常以燃燒放空或冷放空（直接排放）等形式來處理，排放出大量CO2、SOx、NOx及VOCs等溫室氣體和有毒有害氣體，對環(huán)境造成溫室效應、海洋酸化等諸多不利影響［1－4］。

伴生氣作為天然氣資源的一種，在目前已有技術基礎上可通過回收用作燃料、化工原料等，或回注地下保持產(chǎn)能，均產(chǎn)生良好的經(jīng)濟與環(huán)境效益。全球海洋石油主產(chǎn)區(qū)如波斯灣、幾內(nèi)亞灣、北海以及墨西哥灣等地區(qū)已有部分油田依據(jù)相關國際公約、推薦性標準或相應的政策法規(guī)等采取了多種技術措施對伴生氣進行回收利用。我國2006年發(fā)布的《中國節(jié)能技術政策大綱》即提出，“必須大力推廣油田伴生氣回收利用技術”， “十二五”規(guī)劃綱要中亦明確指出， “深入貫徹節(jié)約資源和保護環(huán)境基本國策，節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，推廣低碳技術，積極應對氣候變化”。到目前為止，我國南海的文昌油田、潿洲油田以及渤海的旅大油田等已消除伴生氣放空行為并成功實現(xiàn)伴生氣資源的回收利用［5－9］。

目前國際已形成公認，石油伴生氣的放空既浪費寶貴的清潔燃料資源，又造成大氣和海洋的雙重污染，多國政府和國際組織紛紛開展石油伴生氣的放空管理，通過制定相關的政策法規(guī)和技術指南、達成多項國際公約和協(xié)議等，促進伴生氣的回收利用，實現(xiàn)伴生氣的節(jié)能減排目標［10－11］；加拿大、挪威、英美等國已形成較為完備的伴生氣綜合監(jiān)管體制，伴生氣利用率均達到95%以上，2004年挪威僅有0.16%的伴生氣被燃燒放空掉。雖然已有多國政府積極參與伴生氣放空管理，進行政策引導及財稅刺激，但目前依然只有少數(shù)石油生產(chǎn)國實現(xiàn)伴生氣放空量的明顯削減，大部分國家和地區(qū)的放空量仍伴隨石油產(chǎn)量的增加而呈現(xiàn)增長趨勢。

2010年我國新增石油產(chǎn)量的85%來自海洋，我國石油開采正式步入 “海洋時代”；與此同時，2010年我國海洋石油伴生氣利用率為91%，放空總量約35億m3［12］，溫室氣體排放量達763萬t，直接經(jīng)濟損失達百億元，同時造成嚴重的環(huán)境污染問題?！笆濉逼陂g我國將進一步加大海洋石油開采力度，海洋石油伴生氣放空控制問題亟待解決。本研究通過闡述國際上對石油伴生氣放空已達成的公約、協(xié)議內(nèi)容以及各國所制定的相關管理政策及規(guī)定，研究各項伴生氣放空控制指標，對我國海洋石油伴生氣放空管理的科學決策，以及進一步落實在海洋領域的節(jié)能減排戰(zhàn)略具有重要意義。

1 國際石油伴生氣放空管理政策與規(guī)定

1.1 國際公約、草案及專門組織

石油伴生氣燃燒放空／冷放空對全球氣候環(huán)境均產(chǎn)生顯著的不利影響，亦凸顯出國際合作的必要性和重要性。為加強世界各地區(qū)政府間對伴生氣放空監(jiān)管的協(xié)調(diào)與合作，已形成《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》等多個重要的國際性公約以及削減伴生氣放空的專門組織機構(gòu)。

1.1.1 《聯(lián)合國氣候變化框架公約》

1992年6月在聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上包括中國在內(nèi)的154個締約方共同簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，旨在將大氣中溫室氣體濃度穩(wěn)定在防止氣候系統(tǒng)受到危險的人為干擾水平上。公約要求所有締約方提供各國溫室氣體各種排放源和吸收匯總清單，其中油氣系統(tǒng)的溫室氣體排放是清單重要的組成部分。這是有關限制石油伴生氣排放的首個重要國際性公約。

1.1.2 《京都議定書》

1997年在日本京都召開的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第三次締約方大會上通過了國際公約《京都議定書》，議定書內(nèi)容可分為兩個層次：一是設定溫室氣體總排放目標；二是明確石油伴生氣燃燒放空／冷放空的溫室氣體排放目標。有44個石油生產(chǎn)國簽署并生效，包括丹麥、荷蘭、挪威等在內(nèi)的18個國家設置了伴生氣總排放目標，其中加拿大、尼日利亞和秘魯3國制訂了伴生氣燃燒放空的具體排放目標并進行政策引導，另有少數(shù)國家如英國和巴西明確界定了伴生氣燃燒放空授權的情況和事件，一些發(fā)展中國家在經(jīng)濟可行的前提下選擇建立輸送伴生氣的下游天然氣管網(wǎng)。

1.1.3 《奧斯陸—巴黎協(xié)議》

從2000年起，歐盟排放交易機制（EUETS）、歐盟綜合污染防治指南（IPPC）、歐盟特定大氣污染物國家排放限制指南、聯(lián)合國經(jīng)濟委員會有關長程跨界空氣污染公約等在油氣產(chǎn)業(yè)氣體排放管理上已有非常大的改進，并應用于保護東北大西洋海洋環(huán)境的《奧斯陸－巴黎協(xié)議》（OSPAR Agreement）合約方。OSPAR委員會目前正從最佳技術可行性（BATs）和最佳環(huán)境實踐性（BEP）兩個方面考慮，編制石油勘探開發(fā)測井過程中伴生氣放空濃度限值，其草案已在2004年的海洋工業(yè)協(xié)會上進行討論。

1.1.4 減少全球伴生氣燃燒放空組織

2002年在南非約翰內(nèi)斯堡成立的減少全球伴生氣燃燒放空組織（GGFR），是專門針對石油伴生氣燃燒放空／冷放空的國際性組織，隸屬于世界銀行。該組織成員包括安哥拉、加拿大、俄羅斯等共20個國家或地區(qū)，歐盟等5個國際性組織，以及19家全球知名的油氣生產(chǎn)商等。GGFR組織主要通過3個途徑實現(xiàn)油氣產(chǎn)業(yè)伴生氣放空量的削減——向政府提供監(jiān)管技術支持；向油氣公司提供最佳實踐方案并幫助其建立碳信用貿(mào)易；向潛在伴生氣消費群體提供消費市場和用氣協(xié)議，并在此基礎上協(xié)助成員國利益相關方通過合作關系建立伴生氣利用示范項目。

2004年GGFR發(fā)布《全球伴生氣燃燒放空／冷放空削減推薦性標準》，該標準明確了伴生氣燃燒放空／冷放空的階段性目標和最終目標［13］，并要求已建、新建油氣項目提交減少伴生氣排放實施措施的時間框架，同時建立監(jiān)測數(shù)據(jù)匯報制度。GGFR的大部分成員已同意簽署執(zhí)行該標準，這意味著將通過增加國際合作逐步建立伴生氣的商業(yè)化應用，各國和企業(yè)在經(jīng)濟上可行時避免在新建油氣區(qū)域進行伴生氣燃燒放空，鼓勵伴生氣利用方法集成和創(chuàng)新。

1.2 重要石油生產(chǎn)國排放管理政策與規(guī)定

目前多數(shù)石油生產(chǎn)國已充分意識到伴生氣巨大的環(huán)境與經(jīng)濟價值，從而更加積極主動地采取措施履行國際公約、協(xié)議中對伴生氣減排的目標。從政策法規(guī)、管理機構(gòu)及監(jiān)管程序三個方面研究探討重要石油生產(chǎn)國的伴生氣放空管理，學習借鑒成熟的伴生氣管理模式與經(jīng)驗，可為我國伴生氣放空管理提供科學依據(jù)和方法。

1.2.1 加拿大

加拿大油氣主產(chǎn)區(qū)阿爾伯特省對石油伴生氣放空控制有目前全球較為先進、綜合的監(jiān)管體制，其構(gòu)建了石油伴生氣燃燒放空／冷放空管理層次和框架，設定伴生氣放空削減目標，嚴格在正常生產(chǎn)及非正常情況下的放空要求，加強伴生氣回收利用的經(jīng)濟分析［14－15］。

加拿大的伴生氣放空減排由地方政府進行監(jiān)管，相比于減排的技術能力，商業(yè)市場和政府監(jiān)管體制對減排起到更為重要的作用。阿爾伯特省的油氣企業(yè)通過清潔空氣戰(zhàn)略聯(lián)盟設定義務性減排目標——1996—2001年的伴生氣放空總量比上5年削減25%，同時地方政府針對各個油田設置排放上限；結(jié)果到2001年，伴生氣減排量高達50%，成功實現(xiàn)減排目標。加拿大地方監(jiān)管機構(gòu)要求各油氣區(qū)提供伴生氣放空量的年度公開報告，并執(zhí)行嚴格的罰金和執(zhí)照吊銷制度。阿爾伯特省還鼓勵伴生氣回收利用基礎設施的構(gòu)建，并對油氣區(qū)伴生氣排放征收特殊使用金。

1.2.2 挪威

挪威是一個重要的海洋石油生產(chǎn)國，其油田主要位于挪威大陸架海域，因為考慮到 “不可避免的技術原因” “緊急事故”及 “安全因素”等，挪威并未明確規(guī)定伴生氣的燃燒放空目標值，但執(zhí)行極為嚴格的海洋石油伴生氣燃燒放空許可制度。

挪威石油法（1996年修訂）規(guī)定，油氣開采項目在勘探開采之前必須提交環(huán)境影響評估報告，內(nèi)容包括氣體預期排放（伴生氣燃燒放空／冷放空）的環(huán)境影響，以及對于消除影響措施系統(tǒng)的經(jīng)濟成本分析，若無伴生氣回收利用方案則不予審批通過，項目方案和影響評估報告均需向社會公眾征詢意見。油氣項目進行中，挪威石油管理局（NPD）和石油能源部（MPE）共同評估油氣區(qū)燃燒放空設備和操作程序，明確氣體排放的類型、濃度水平以及所采取的減少環(huán)境污染的措施，最后由石油能源部簽發(fā)伴生氣燃燒放空許可證。

1991年挪威開始對領水及大陸架的海上石油平臺試行征收二氧化碳排放稅政策，伴生氣燃燒放空／冷放空排放的二氧化碳也在其征收范圍之內(nèi)，其現(xiàn)行的二氧化碳排放稅政策與歐盟和全球二氧化碳排放交易計劃相一致。

1.2.3 美國

美國能源管理局（2010年以前為美國聯(lián)邦礦業(yè)管理局）負責監(jiān)管海洋油氣開發(fā)，并要求海洋石油操作方每月提供伴生氣放空量的報告；各州也有針對伴生氣放空的相應監(jiān)管規(guī)章制度。盡管油氣勘探開發(fā)排放的溫室氣體在美國不作為污染物監(jiān)管，但美國環(huán)保署（EPA）在要求上報伴生氣燃燒放空量的基礎上，對伴生氣放空后的氣體排放組分實行嚴格監(jiān)管，設定排放閾值；不論是陸上還是海上油氣開采，伴生氣均被要求運往消費市場、發(fā)電廠或地下回注；只有在規(guī)定的特殊情況下允許伴生氣放空，且放空時間超過48h則必須經(jīng)能源管理局批準。美國完善的氣體管道系統(tǒng)和國家對氣體能源的巨大需求使得伴生氣回收利用在經(jīng)濟方面較為可行。

1.2.4 俄羅斯

俄羅斯是全球油氣資源大國，其伴生氣放空量也位居世界首位，依據(jù)2005—2009年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其放空量占世界放空總量的32%。近年來該國不斷加強伴生氣排放管理，2003年通過政府決議建立伴生氣燃燒放空／冷放空的污染物付費制度，并陸續(xù)出臺伴生氣排放的相關管理規(guī)定，提高收費標準。2009年通過政府決議《減少石油伴生氣燃燒放空／冷放空對大氣污染的激勵措施》，設定已開采項目放空量上限為15%、新開采項目放空量上限為5%，超過限額將收到罰款處置。

1.2.5 尼日利亞

尼日利亞作為世界石油主產(chǎn)國之一，伴生氣資源也極為豐富，早在1969年政府即開始要求石油企業(yè)提交伴生氣回注或回收利用的詳細方案；1984年石油部通過首部禁止伴生氣燃燒放空／冷放空的法律，對伴生氣排放收取罰金，但由于罰金較低以及缺少必要的監(jiān)測計量設施，該法律無法真正實行，伴生氣放空并未得到良好遏制。

1992年，針對油氣勘探開發(fā)的伴生氣放空問題，政府采取鼓勵伴生氣回收利用政策代替之前的排放罰金政策，逐步推進與發(fā)達國家的碳排放交易。目前尼日利亞已設置石油開采所有上游業(yè)務的伴生氣最大排放水平和燃燒排放限制條件，并通過擴展液化天然氣（LNG）終端加快伴生氣進入消費市場。同時，相關伴生氣排放控制立法也在推動之中，未來可能采取更嚴厲的措施對伴生氣放空行為進行處罰。

2 石油伴生氣放空控制技術指標

伴生氣放空總量限值、伴生氣中特殊組分濃度限值以及放空監(jiān)測要求是石油伴生氣放空控制的3個關鍵技術指標，其中伴生氣放空總量限值的設定是目前最為常用的監(jiān)管手段，而放空監(jiān)測要求則是放空減排的有力保障。

石油開采工藝存在差異、基于安全因素的考慮以及伴生氣回收利用的經(jīng)濟可行性等三方面原因共同造成目前全球尚未形成統(tǒng)一的放空限值，現(xiàn)有的國際公約與標準主要通過鼓勵消除生產(chǎn)過程中持續(xù)性的放空行為、減少測井和試井過程中的放空行為等來達到伴生氣放空控制的目的，各國和地區(qū)通常根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況設定各項放空限值。

在放空監(jiān)測要求方面，2008年GGFR組織發(fā)布《伴生氣燃燒放空／冷放空監(jiān)測指南》［16］，該指南規(guī)定了伴生氣放空量的監(jiān)測方法、測量范圍、精度以及儀器安裝要求等一系列技術指標。鑒于全球油田數(shù)量眾多，所有油田均安裝監(jiān)測儀器成本極高且操作困難，因此指南中也提出常用的估算方法，并給出誤差范圍。美國海洋與大氣管理局（NOAA）的國家地球物理數(shù)據(jù)中心（NGDC）通過美國空軍國防氣象衛(wèi)星項目線性掃描業(yè)務系統(tǒng)收集伴生氣放空量數(shù)據(jù)，并上交至GGFR進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，與各國上報的伴生氣放空數(shù)據(jù)進行校核。

筆者選擇具有代表性的國家闡述其伴生氣放空限值與監(jiān)測技術要求。

2.1 加拿大

2006年加拿大阿爾伯特省能源利用委員會（EUB）發(fā)布《上游石油工業(yè)燃燒放空及冷放空060指南》（修訂版），規(guī)定該省每年油田伴生氣放空總量限值為6.7億m3；若任一年的伴生氣燃燒放空量超過該值，EUB將控制各油田的排放量，如要求每個排放點每年燃燒量不超過50萬m3。指南還對伴生氣中的特殊組分提出燃燒放空濃度限值，H2S含量超過50mol／kmol時未經(jīng)許可不得采取燃燒放空措施；伴生氣放空排出氣體體積（101.325kPa，15℃）超過100m3／月時，必須進行準確記錄和上報，其中包括日常操作、緊急情況、管線泄壓和工藝流程操作等。

2.2 挪威

1999年挪威簽署了 “Gothenburg草案”，該草案規(guī)定了海洋石油伴生氣燃燒放空產(chǎn)物NOx和揮發(fā)性有機物（VOCs）的排放限值，以減少污染物造成的地區(qū)性影響。

挪威石油管理局（NPD）負責監(jiān)管油氣企業(yè)伴生氣放空量監(jiān)測設備的應用情況，要求油氣企業(yè)每六個月進行一次監(jiān)測設備傳感器校準，所有伴生氣燃燒放空／冷放空量都必須持續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測誤差范圍不超過±5%，并于每年3月1日前提交伴生氣放空清單及監(jiān)測設備情況。另外，石油管理局（NPD）和污染控制署（SFT）對持有燃燒放空許可證的油氣企業(yè)定期提交的伴生氣處置報告進行評價，并依據(jù)伴生氣燃燒放空／冷放空量計算稅收等。

2.3 巴西

巴西石油管理局（ANP）規(guī)定，各油田伴生氣月放空量不得高于15%，年放空量不得高于10%，明確規(guī)定允許放空的條件和情況，只有在如下情況進行放空時不需獲ANP批準：

（1）每月伴生氣放空量不高于3%；

（2）在勘探、試井期間，72h以內(nèi)的伴生氣放空；

（3）陸地油田伴生氣放空量不超過30000m3／月，海上油田放空量不超過60000m3／月；

（4）油田伴生氣產(chǎn)量低于150000m3／月，或油田油氣比低于20m3／m3；

（5）生產(chǎn)過程中的緊急事件或突發(fā)事故原因而采取的應急放空。

3 我國海洋石油伴生氣排放管理現(xiàn)狀及建議

目前我國《大氣污染物排放標準》 （GB 16297－1996）和部分省、市、自治區(qū)的石油勘探開發(fā)環(huán)境保護管理條例中簡要提及，“石油勘探開發(fā)單位排放的廢氣等應符合國家或本省的有關規(guī)定，排放的可燃氣體應當回收利用”；在《海洋石油勘探開發(fā)環(huán)境保護管理條例》中已提出加強對海洋伴生氣回收利用的管理要求。但由于尚未出臺針對海洋石油勘探開發(fā)氣體排放的具體標準，缺少科學明確的排放限值和嚴格有效的監(jiān)管程序，導致我國海洋油氣開發(fā)伴生氣燃燒放空管理方面仍屬空白。目前我國大氣環(huán)境污染形勢嚴峻，海洋領域的節(jié)能減排工作也亟待落實，針對海洋石油伴生氣排放管理問題，筆者提出以下意見和建議。

3.1 國家政策的引導及激勵

環(huán)境政策及管理是相關立法和監(jiān)管執(zhí)行的基礎，后者反過來也能促進相關政策和管理的有效落實。根據(jù)已有的國際經(jīng)驗，對于伴生氣燃燒放空的法制管理既可以法律形式進行規(guī)范，也可以規(guī)章、條例、導則等形式進行約束。研究制定與實施海洋石油伴生氣管理的約束激勵政策，建立節(jié)能減排的長效機制；改革資源稅，開征環(huán)境保護稅，健全綠色稅收、綠色證券等環(huán)境經(jīng)濟政策；通過設定合理的減排目標及對石油企業(yè)的評價考核，逐步實行污染付費制度；鼓勵伴生氣資源市場化，加快綜合利用產(chǎn)業(yè)和集輸體系建設，形成合理的伴生氣價格機制，建立多元環(huán)保投融資機制；與國際接軌，推動建立我國伴生氣碳排放交易市場。

3.2 相關法規(guī)制度及標準的完善

實現(xiàn)石油生產(chǎn)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，加快制定、修改和完善海洋石油伴生氣配套法規(guī)及標準，明確監(jiān)管機構(gòu)對伴生氣放空的法律權責、監(jiān)管范圍與程序，實行透明的伴生氣放空申請和審批制度、統(tǒng)計監(jiān)測與報告制度，加強對放空量的核實與執(zhí)法力度。

3.3 伴生氣放空減排科研工作的深化

深化海洋石油伴生氣放空控制各項技術指標及監(jiān)測方法的科研工作，加強伴生氣回收利用關鍵技術研發(fā)、海上油田項目應用示范，降低伴生氣綜合利用的經(jīng)濟成本，促進清潔高效利用，增強可持續(xù)發(fā)展能力。

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