低碳經(jīng)濟(jì)中管道工業(yè)的使命（上）

1、低碳經(jīng)濟(jì)中管道工業(yè)的使命（上） 王向農(nóng) 2010年4月目 錄 引言 管道工程的碳排放量 碳捕集與地下封存（CCS） 注CO2驅(qū)油工程 二氧化碳管道工程 注CO2驅(qū)油工程腐蝕問題 CO2腐蝕防護(hù)措施低碳減排是全人類在21世紀(jì)的重大使命CO2 在溫室氣體中占的比例中國政府低碳減排目標(biāo)中國政府 2009年11月26日中國政府首次量化溫室氣體減排目標(biāo)：到2020年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降40%-45%。 中國將制定原材料等重點(diǎn)行業(yè)減少溫室氣體排放的指導(dǎo)意見，將推動(dòng)削減鋼鐵、有色、化工、水泥等行業(yè)大氣污染物排放量。低碳排放節(jié)能降耗任重道遠(yuǎn) 中國工業(yè)增加值占GDP的43%，但能

2、耗占全國能源消費(fèi)總量的70%，單位產(chǎn)出能耗與國際先進(jìn)水平相比差距甚大。工業(yè)化學(xué)需氧量、二氧化硫排放量分別占到全國總排放量的38%和86%。按照現(xiàn)行發(fā)展模式，資源、環(huán)境難以支撐，發(fā)展不可持續(xù)。 中國將繼續(xù)采取措施降低能耗。2009年中國萬元工業(yè)增加值能耗降低約9%，2010年的目標(biāo)為7%。為達(dá)到這一目標(biāo)，2010年將落實(shí)產(chǎn)品能耗物耗限額標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)投資項(xiàng)目節(jié)能降耗評估和審查制度也會(huì)進(jìn)一步完善。管道工程的碳排放量荷蘭Nacap公司的研究報(bào)告 Nacap公司管道工程碳排放量研究報(bào)告包括： * 鋼管生產(chǎn)過程的碳排放； * 管道和設(shè)備運(yùn)輸過程中的碳排放； * 施工機(jī)具設(shè)備燃料消耗的碳排放； * 現(xiàn)場焊接和

3、防腐層施工等的碳排放； * 公司辦公設(shè)施的碳排放； * 公司員工乘飛機(jī)出差和開車上下班的碳排放。 研究涉及管道工程中常用管徑：16、20、24、36和48英寸。按每公里管道為單位計(jì)算碳排放量。鋼管生產(chǎn)過程的碳排放高爐煉鐵 煉鋼和連續(xù)澆鑄 三輥機(jī)軋成鋼管鋼材生產(chǎn)過程的碳排放量 從全球的二氧化碳排放狀況來看，每生產(chǎn)一噸鋼，平均要排放1.6噸的二氧化碳。在歐洲，每生產(chǎn)一噸鋼要排放1.5噸的二氧化碳，而在中國，每生產(chǎn)一噸鋼要排放1.8噸的二氧化碳。鋼管生產(chǎn)過程的碳排放量（噸/KM 管） 管徑（英寸） 壁厚（mm） 重量(噸/KM管)高爐煉鐵連續(xù)澆鑄軋制鋼管合計(jì)167.9577.9120.71.111.

4、9133.7209.82120.3186.41.718.4206.42410.25150.6233.52.123.0258.63614.35316.3490.34.448.3543.04819.30567.2879.27.986.7973.7在高爐里從鐵礦石煉成生鐵的過程的碳排放量占鋼管生產(chǎn)過程碳排放總量的90% 運(yùn)輸過程的碳排放 1000km 運(yùn)輸過程的碳排放量（噸/KM 管） 管徑（英寸）管子重量（噸/KM管）設(shè)備重量（噸/KM管）管子運(yùn)輸 碳排放量(噸/KM管)設(shè)備運(yùn)輸 碳排放量(噸/KM管)合計(jì)1677.916.87.792.079.8520120.332.012.033.9415.9

5、624150.658.715.067.2222.2836316.3139.231.6317.1248.7548567.2234.756.7228.8685.59施工機(jī)具設(shè)備燃料的碳排放施工機(jī)具設(shè)備燃料的碳排放量（噸/KM 管） 管徑(英寸)挖土 機(jī)具吊裝 設(shè)備專用 機(jī)具運(yùn)輸 設(shè)備其他 設(shè)備合計(jì)1627.91.33.415.93.349.22024.210.511.23.44.353.42437.35.57.46.527.384.03654.125.514.618.07.6119.74868.625.810.824.98.5138.6施工機(jī)具設(shè)備燃料的碳排放量（噸/KM 管） 履帶式液壓挖土機(jī)每

6、小時(shí)作業(yè)消耗9-13升柴油；吊裝設(shè)備中吊管機(jī)和履帶起重機(jī)的碳排放量最多。 焊接與防腐層作業(yè)的碳排放 就常用管道防腐層而言，每生產(chǎn)一噸聚丙烯或者聚乙烯要排放1.7噸的二氧化碳。焊接與防腐層作業(yè)的碳排放量（噸/KM 管） 管徑（英寸）涂料重量（噸/KM）焊條重量（噸/KM）防腐 碳排放量焊接 碳排放量合計(jì)164.00.046.80.066.9205.00.078.50.128.6246.00.0910.20.1610.4369.00.2715.30.4715.84812.00.6620.41.1321.5公司管理經(jīng)營的碳排放Nacap公司管理經(jīng)營的碳排放量 Nacap公司約有三千員工，每個(gè)人每天上

7、下班行程距離平均為120 km。這個(gè)平均值比較高，因?yàn)橛械膯T工住得比較遠(yuǎn)。大約55%的員工開柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的小汽車。員工上下班交通的碳排放量是公司管理經(jīng)營中碳排放量的最大一部分。 辦公 設(shè)施乘飛機(jī)出差上下班 開汽車合計(jì)CO2排放總量 (噸)96713681440017701每KM管道數(shù)(噸)2.43.335.040.7Nacap公司管理經(jīng)營的碳排放量 2008年，Nacap公司有600人次乘飛機(jī)出差，僅此一項(xiàng)產(chǎn)生的二氧化碳排放量為342噸。82%的出差飛行距離比較短（在歐洲范圍內(nèi)），并且都是經(jīng)濟(jì)艙。（經(jīng)濟(jì)艙的碳排放量比商務(wù)艙低一點(diǎn)）。估計(jì)這些短程飛行的碳排放量占公司員工在世界各地飛行造成的碳排放總

8、量的四分之一。 Nacap公司總部大樓平均每年的二氧化碳排放量為121噸，主要是用電用氣造成的。 公司在全球有八個(gè)分公司，表列數(shù)據(jù)是全部辦公設(shè)施的碳排放總量。管道工程碳排放總量管道工程碳排放總量（噸/KM 管） 管徑(英寸)煉鐵軋制鋼管運(yùn)輸(1000 km)設(shè)備燃料消耗焊接與防腐層公司管理經(jīng)營合計(jì)16133.79.8549.26.940.7240.420206.415.9653.48.640.7325.124258.622.2884.010.440.7415.936543.048.75119.715.840.7768.048973.785.59138.621.540.71260.1管道工程碳排

9、放總量（噸/KM 管）管道工業(yè)低碳減排途徑 如上計(jì)算出每公里20英寸管道的二氧化碳排放量325噸，每公里48英寸管道的二氧化碳排放量超過1260噸。說明管徑越大，鋼材用量越多，運(yùn)輸重量越大，重型施工機(jī)具設(shè)備燃料消耗越多， 最終碳排放量越大。 鋼管生產(chǎn)過程的碳排放量是管道工程中的重中之重。如果改用高強(qiáng)度薄壁鋼管，有希望顯著減少碳排放量。此外，沿管道就近選擇供應(yīng)商，建立設(shè)備停放場所，加強(qiáng)施工機(jī)具設(shè)備燃料消耗管理也是施工單位減排的有效措施。碳捕集與地下封存CARBON CAPTURE & STORAGE（CCS）碳捕集與封存CCS有望成為21世紀(jì)節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù) 碳捕集與封存（CCS）是從燃

10、煤和燃?xì)獍l(fā)電站等碳排放密集產(chǎn)業(yè)捕獲二氧化碳并將其長期封存在巖石層中。整個(gè)CCS技術(shù)包括捕獲、運(yùn)輸和存儲(chǔ)三個(gè)環(huán)節(jié)。 據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC）的調(diào)查，該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑷蚨趸嫉呐欧帕繙p少20%至40%，將對氣候變化產(chǎn)生積極的影響。 目前全世界正在實(shí)施和規(guī)劃的CCS項(xiàng)目有30多個(gè)。美國6個(gè)、歐洲7個(gè)、南美5個(gè)、中國和澳大利亞各2個(gè)。目標(biāo)在廢棄的地下煤層里封存2000億噸CO2，在廢棄的油氣藏里封存6750-9000億噸CO2，在深層含鹽構(gòu)造里封存1萬億至十萬億噸CO2。?？松径趸嫉叵路獯鏄?gòu)想道達(dá)爾公司拉克氣田的CCS方案法國拉克氣田的CCS項(xiàng)目 法國拉克氣田屬高溫高壓高含硫氣藏，含16%的H2S和10%的CO2，溫度140，壓力達(dá)650帕。上世紀(jì)七八十年代，拉克氣田達(dá)到產(chǎn)量的高峰，產(chǎn)氣量占當(dāng)年法國全國年天然氣消費(fèi)量的三分之一，而到2009年產(chǎn)氣量只相當(dāng)于1%的消費(fèi)量。拉克氣