اقتصاد گازهای مشعل

اقتصاد گازهای مشعل

مقدمه

گازهای مشعل (Flare Gas)، که در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به عنوان محصولات جانبی، گازهای فرآیندی ناخواسته، یا گازهای رها شده از سیستمهای ایمنی و تخلیه فشار آزاد میشوند، بخش قابل توجهی از منابع هیدروکربنی را تشکیل میدهند. این گازها، که اغلب ترکیبی از متان، اتان، پروپان، بوتان، و دیگر هیدروکربنهای سبک به همراه مقادیری نیتروژن، دیاکسید کربن و ناخالصیهای دیگر هستند، به طور سنتی به دلیل چالشهای جمعآوری، پردازش و نبود زیرساختهای لازم، از طریق فرآیند احتراق کنترل شده در فلرها سوزانده میشوند. با این حال، همین گازها، به دلیل داشتن ارزش حرارتی بالا، پتانسیل قابل توجهی برای تبدیل شدن به منبع انرژی مولد، خوراک صنایع پاییندستی، یا حتی ایجاد درآمدهای ارزی از طریق صادرات دارند.

سوزاندن گازهای مشعل (فلرینگ) تنها یک اتلاف منبع انرژی محسوب نمیشود، بلکه پیامدهای زیستمحیطی و اقتصادی نامطلوبی را نیز به همراه دارد. از انتشار گسترده گازهای گلخانهای و آلایندههای مضر هوا گرفته تا هدررفت سرمایهگذاریهای انجام شده در اکتشاف و تولید نفت و گاز، همه و همه جنبههای منفی این پدیده را برجسته میکنند. در این میان، کشورهایی مانند ایران که دارای منابع عظیم نفت و گاز هستند، همواره با چالش حجم بالای فلرینگ روبرو بودهاند. آمارها و گزارشهای بینالمللی، از جمله گزارشهای بانک جهانی، نشاندهنده حضور ایران در بین پیشروان جهانی در زمینه فلرینگ گازهای مشعل است، که این موضوع لزوم توجه ویژه به ابعاد اقتصادی، فنی، و زیستمحیطی راهکارهای بازیابی و بهرهبرداری از این گازها را بیش از پیش ضروری میسازد. بررسی جامع این مسئله، نیازمند درک عمیق از وضعیت موجود، دلایل فنی و اقتصادی فلرینگ، اثرات آن، و همچنین فناوریهای موجود برای بازیابی و ارزشافزایی این گازهای ارزشمند است.

A Flare tower at oil refinery burning excess gases against dramatic sky

وضعیت گازهای مشعل در ایران و جهان

آمارها حاکی از حجم قابل توجهی از گازهای مشعل تولیدی در سراسر جهان است که متأسفانه بخش عمدهای از آن همچنان در مشعل ها سوزانده می شود. این پدیده به ویژه در کشورهایی که تولیدکننده عمده نفت و گاز هستند، نمود بیشتری دارد.

وضعیت در ایران: ایران به عنوان یکی از دارندگان بزرگترین ذخایر هیدروکربنی در جهان، همواره با معضل فلرینگ گازهای مشعل دست و پنجه نرم کرده است. حجم گازهای مشعل که در تأسیسات نفت، گاز و پتروشیمی کشور سوزانده می شود، سالانه به ده ها میلیارد متر مکعب میرسد. این ارقام نه تنها از منظر اقتصادی یک خسارت بزرگ محسوب می شوند، بلکه نشان دهنده ناکارآمدی در بهره برداری بهینه از منابع گرانبهای کشور نیز هستند.

  • حجم فلرینگ: بر اساس گزارشها و آمارهای مختلف، حجم سوزانده شده گاز مشعل در ایران در سالهای اخیر به طور متوسط در حدود 15 تا 20 میلیارد متر مکعب در سال بوده است. به عنوان مثال، در سال 2018، برآوردهای اولیه حاکی از سوزاندن حدود 17.2 میلیارد متر مکعب گاز مشعل در ایران بود.
  • سهم جهانی: این حجم از فلرینگ، سهم قابل توجهی از کل فلرینگ جهانی را به خود اختصاص میدهد. در برخی سالها، سهم ایران از کل فلرینگ در سطح جهان از 10 درصد نیز فراتر رفته و گاهی در جایگاه دوم یا سوم کشورهای اصلی سوزاننده گاز مشعل قرار گرفته است.
  • منابع اصلی فلرینگ در ایران: بیشترین میزان فلرینگ معمولا ًدر شرکتهای تابع شرکت ملی نفت ایران، به ویژه در مناطق عملیاتی که تولید نفت و گاز در آنها متمرکز است، رخ میدهد. شرکتهایی مانند شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب و شرکت نفت فلات قاره ایران، به دلیل ماهیت عملیاتی و پراکندگی تأسیسات، بیشترین سهم را در تولید و سوزاندن گازهای مشعل دارند. همچنین، پالایشگاهها و مجتمع های پتروشیمی نیز به نوبه خود در تولید بخشی از این گازها نقش دارند.

وضعیت در جهان: در مقیاس جهانی، کشورهایی که تولیدکننده عمده نفت و گاز هستند، بیشترین میزان فلرینگ را تجربه میکنند. این کشورها شامل:

  • روسیه: به طور سنتی یکی از بزرگترین تولیدکنندگان نفت و گاز در جهان، روسیه نیز حجم بالایی از گازهای مشعل را فلرینگ میکند.
  • ایالات متحده آمریکا: با توجه به توسعه صنعت شیل و استخراج نفت و گاز، آمریکا نیز در سالهای اخیر در لیست کشورهای با بالاترین میزان فلرینگ قرار گرفته است.
  • عراق: به عنوان یکی از کشورهای تولیدکننده نفت در خاورمیانه، عراق نیز با چالش جدی فلرینگ گازهای همراه نفت روبرو است.
  • کشورهای دیگر: لیبی، الجزایر، ونزوئلا، و کانادا نیز از جمله کشورهایی هستند که در مقیاس جهانی، سهم قابل توجهی در فلرینگ گازهای مشعل دارند.

این وضعیت نشان میدهد که مدیریت صحیح گازهای مشعل، یک چالش جهانی است که نیازمند راهکارهای نوآورانه و سرمایه گذاریهای استراتژیک در سطح بین المللی و ملی است.  

دلایل سوزاندن گاز مشعل

سوزاندن گاز مشعل یک پدیده چندوجهی است که ریشه در دلایل مختلف فنی، عملیاتی، اقتصادی، ایمنی و حتی گاهی قانونی دارد. درک این دلایل برای یافتن راه حل های مؤثر و عملیاتی ضروری است.

1. دلایل فنی و عملیاتی:

   نبود تجهیزات یا زیرساخت لازم: یکی از اساسی ترین دلایل، کمبود یا فقدان تجهیزات و زیرساختهای لازم برای جمع آوری، پردازش، و انتقال گازهای مشعل است. این شامل عدم وجود خطوط لوله مناسب، کمپرسورها، واحدهای فرآینشی، یا تأسیسات ذخیره سازی می شود. در بسیاری از میادین نفت و گاز، به ویژه میادین جدید یا در حال توسعه، اولویت سرمایه گذاری بر روی تولید نفت و گاز متمرکز است و جمع آوری و استفاده از گازهای مشعل به عنوان یک اولویت ثانویه تلقی میگردد.

   تغییرات ناگهانی فشار و دبی گاز: ماهیت گازهای مشعل اغلب با تغییرات ناگهانی و غیرقابل پیشبینی در فشار و دبی همراه است. این نوسانات، طراحی و بهره برداری از سیستمهای جمع آوری و فرآوری را پیچیده و پرهزینه می سازد. فشرده سازی گازی که فشار و دبی آن متغیر است، نیازمند تجهیزات پیشرفته تر و انعطاف پذیرتر است.

   عملیات تعمیرات و شرایط اضطراری: در طول عملیات نگهداری، تعمیرات اساسی، یا در مواقع بروز شرایط اضطراری (مانند از کار افتادن ناگهانی یک واحد فرآیندی یا خط تولید)، گازهای موجود در سیستمها باید تخلیه شوند تا از خطرات ایمنی جلوگیری شود. در این شرایط، سوزاندن این گازها در مشعل ها، ایمن ترین و سریعترین راه حل برای تخلیه فشار و جلوگیری از تجمع گازهای قابل اشتعال است.

   پراکندگی جغرافیایی منابع: در میادین بزرگ و پراکنده، جمعآوری گازهای مشعل از چاه ها و تأسیسات مختلف و انتقال آنها به یک نقطه مرکزی میتواند بسیار پرهزینه و از نظر فنی چالش برانگیز باشد.

2. دلایل اقتصادی:

   حجم کم و پراکندگی: اگرچه حجم کلی فلرینگ در برخی مناطق بالا است، اما اغلب گازهای مشعل به صورت مجزا از چاه ها و واحدهای کوچک تولید می شوند. جمع آوری این حجم های کم از نقاط دور از هم، میتواند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نباشد، به خصوص اگر هزینه های احداث خطوط لوله و تأسیسات جانبی از ارزش اقتصادی گاز بازیافتی بیشتر باشد.

   نوسان قیمت حاملهای انرژی: قیمت نفت و گاز در بازارهای جهانی همواره دستخوش نوسان است. اگر قیمت گاز طبیعی پایین باشد، سرمایه گذاری برای جمع آوری و فرآوری گاز مشعل ممکن است توجیه اقتصادی خود را از دست بدهد. در این شرایط، سوزاندن گاز ارزانتر از جمع آوری و فروش آن خواهد بود.

    هزینه های سرمایه گذاری بالا: احداث زیرساخت های لازم برای جمع آوری، فشرده سازی، انتقال، و فرآوری گازهای مشعل نیازمند سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی است. این سرمایه گذاری باید با درآمدهای آتی حاصل از فروش یا استفاده از گاز توجیه پذیر باشد.

   عدم وجود بازار مناسب: در برخی مناطق، نبود بازار پایدار برای گاز طبیعی جمع آوری شده، یا عدم وجود صنایع پایین دستی که بتوانند از این گاز به عنوان خوراک استفاده کنند، میتواند مانعی برای سرمایه گذاری در پروژه های بازیابی باشد.

3. دلایل ایمنی:

   کاهش فشار و جلوگیری از انفجار: در سیستم های نفت و گاز، افزایش بیش از حد فشار در واحدها و خطوط لوله میتواند منجر به آسیب جدی به تجهیزات و وقوع حوادث فاجعه بار شود. فلرینگ به عنوان یک مکانیزم ایمنی، امکان تخلیه ایمن فشار اضافی را فراهم میکند. با سوزاندن گازها، حجم و فشار مخرب آنها کاهش یافته و از بروز انفجار یا احتراق کنترل نشده جلوگیری میشود.

   حذف ناخالصی های مضر: برخی گازهای مشعل ممکن است حاوی ناخالصی های سمی یا خورنده باشند که امکان ورود مستقیم آنها به شبکه سراسری یا استفاده در فرآیندهای دیگر را محدود میسازد. فلرینگ میتواند این ناخالصی ها را قبل از انتشار به اتمسفر بسوزاند.

درک دقیق این دلایل، به طراحان و مدیران اجازه میدهد تا راهکارهای متناسب با شرایط خاص هر منطقه و هر میدان یا تأسیسات را تدوین کنند.

This image depicts an industrial flare stack with a bright orange flame erupting from its top, contrasted against a sky transitioning from twilight to dusk. Thick black smoke billows upward, forming a dense cloud against the pastel sky. The stack's metal structure is visible, creating a sense of scale. The image evokes environmental concerns and industrial processes. The photo could be used to illustrate articles about energy production, pollution, or technological advancements, industrial safety, or energy consumption.
اثرات زیست محیطی و اقتصادی

سوزاندن گازهای مشعل، علاوه بر اتلاف منابع، پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی قابل توجهی را به همراه دارد که در ادامه به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرند:

اثرات زیست محیطی 
  • انتشار گازهای گلخانه ای:
  1. دی اکسید کربن (CO₂) : احتراق هیدروکربن ها، به ویژه متان (CH₄) و اتان (C₂H₆)، منجر به تولید مقادیرزیادی دی اکسید کربن می شود. CO₂ یکی از اصلی ترینگازهای گلخانه ای است که مسئول گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی است. نرخ انتشار CO₂ از فلرینگ، به ترکیب گاز و راندمان احتراق بستگی دارد.
  2. متان(CH₄) متان خود یک گاز گلخانه ای بسیار قویتر از CO₂ است. (قدرت گرمایش 25 برابر CO₂ در یک دوره 100 ساله). در صورتی که فرآیند فلرینگ کامل نباشد یا گازهای نشتی از تجهیزات وجود داشته باشد، انتشار مستقیم متان به اتمسفر، تأثیر زیست محیطی بسیار مخربی خواهد داشت.
تولید آلاینده های هوا:
  1. اکسیدهای نیتروژن (NOx): احتراق در دماهای بالا، حتی با وجود اکسیژن کافی،منجر به تشکیل اکسیدهای نیتروژن میشود. NOx ها مشارکت مهمی در تشکیل باران اسیدی، ازن سطحی (که برای سلامتی انسان مضر است)، و مه دود دارند.
  2. مونوکسید کربن (CO): احتراق ناقص، به ویژه در شرایط کمبود اکسیژن یا دمای پایین، منجر به تولید مونوکسید کربن میشود. CO یک گاز سمی است که می تواند برای سلامتی انسان و حیوانات مضر باشد.
  3. هیدروکربن های نسوخته (UHCs) :همانطور که ذکر شد، اگر احتراق کامل نباشد،مقداری از هیدروکربن های اولیه ممکن است نسوخته وارد اتمسفر شوند که هم به عنوان آلاینده عمل میکنند و هم میتوانند به تشکیل ازن کمک کنند.
  4. دوده (Soot): در برخی شرایط فلرینگ، به خصوص در مشعل هایی که با هیدروکربن های سنگین تر و یا فشار پایین کار می کنند، ممکن است تولید دوده (کربن سیاه) اتفاق بیفتد که علاوه بر مسائل زیست محیطی، می تواند بر کیفیت هوا نیز تأثیر بگذارد.
آلودگی صوتی و نوری:
  1. آلودگی صوتی: صدای بلند ناشی از احتراق در مشعل ها، به ویژه در نزدیکی مناطق مسکونی، می تواند آلودگی صوتی قابل توجهی ایجاد کند.
  2. آلودگی نوری: نور شدید حاصل از مشعل ها، به خصوص در شب، می تواند بر دید آسمان شب تأثیر گذاشته و در برخی موارد باعث آلودگی نوری شود.
ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Loading...