12.12.2022 г.
Метан – недолговечный, но коварный

Одна из важнейших задач в рамках стратегии устойчивого развития планеты — борьба с глобальным потеплением, в значительной степени связанным с выбросами в атмосферу метана

Российские нефтегазовые компании активно участвуют в соответствующих программах, задействовав при этом самые современные технологии, включая беспилотники, лазерные и низкотемпературные инфракрасные датчики.

Второй после CO₂

Метан является мощным парниковым газом, вторым по значимости после углекислого газа. Согласно данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), он ответственен более чем за 25% потепления, с которым человечество сегодня сталкивается. По оценке НИИ проблем экологии, около 60% выбросов метана носят антропогенный характер, а следовательно, управляемы. Основные источники естественных выбросов — заболоченные территории (60% естественных выбросов), водные объекты (озера, реки, моря и океаны), пожары, ферментация корма в желудках диких жвачных животных и насекомых, оттаивающая многолетняя мерзлота, метангидраты, некоторые другие глубинные геологические источники. С учетом промышленности эмиссия метана оценивается в 540-568 Мт в год. Метан недолговечен: по оценкам МГЭИК, его время жизни в атмосфере составляет 10-12 лет (углекислого газа — более 100 лет).

Всего метана в атмосфере около 5 трлн т, из них ежегодно в результате химических реакций расщепляется около 550 Мт. В итоге средний ежегодный прирост метана в атмосфере оценивается в 0,2% от его общей массы — около 10 Мт.

По сравнению с углекислым газом метан обладает гораздо большим потенциалом улавливания тепла. Воздействие метана на глобальное потепление, по оценке Международного энергетического агентства (МЭА), в 25 раз выше, чем у CO2. Метан также оказывает негативное влияние на качество воздуха, участвуя в формировании приземного озона, его концентрация в атмосфере выросла за последние два столетия более чем вдвое в результате деятельности человека. Виноваты в этом растущее сельское хозяйство (как растениеводство, так и разведение крупного рогатого скота), добыча угля, добыча и распределение нефти и газа, а также захоронение бытовых отходов.

Иными словами, метан наносит климату больший ущерб, но имеет более короткий срок жизни по сравнению с углекислым газом, который улавливает меньшее количество тепла, но делает это постепенно, десятилетие за десятилетием. При этом ключевую роль в борьбе с глобальным потеплением специалисты отводят сокращению выбросов именно метана, поскольку антропогенный вклад человека в его эмиссию может контролироваться с помощью национальных и международных соглашений и ограничений.

Нефтегазовый след

Относительно короткое время жизни метана в атмосфере означает, что целевые стратегии по сокращению его выбросов могут помочь в реализации многих целей в области устойчивого развития и принести пользу для климата в течение ближайших десятилетий.

Согласно данным Коалиции за климат и чистый воздух (CCAC), созданной Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), на долю сельского хозяйства приходится примерно 40% антропогенных выбросов метана, ископаемое топливо является вторым по величине источником, на который приходится примерно 36% эмиссии. Выбросы метана в нефтегазовой отрасли возникают по всей производственной цепочке от добычи до распределения. Данные МГЭИК представлены на диаграмме.

Именно нефтегазовая промышленность — тот сектор экономики, в котором большая часть выбросов может быть сокращена экономически эффективными способами с помощью существующих технологий. Кроме того, у предприятий существует множество стимулов, чтобы внести свой вклад в борьбу с глобальным потеплением: производственные утечки метана являются не только нежелательными и снижающими эффективность бизнеса (например, при добыче газа), но и потенциальными источниками ущерба для репутации.

Контроль прохождения метана по всей производственной цепочке позволит предотвратить до 75% выбросов, причем устранение как минимум трети его потерь окупится, считают специалисты МЭА.

Спутнииковый мониторинг, использование дронов и камер наблюдения помогают бороться с вредными утечками метана по всему миру. Спутники и раньше обнаруживали большие шлейфы метана, но до недавнего времени полученные изображения были не более чем нечетким пятном выбросов на обширной территории. Прорыв произошел в 2017 г., когда Европейское космическое агентство запустило спутник Sentinel-5 Precursor, позволивший получать более точные изображения глобальных утечек.

Технологии и проекты по обнаружению выбросов метана продолжают развиваться: в ноябре на международной конференции по климату СОР27 в Шарм-эль-Шейхе ООН объявила о запуске общедоступной базы данных глобальных утечек, которые фиксируются спутниками. Задача системы, получивший название MARS, — сообщать о собранных данных компаниям и правительствам, а также другим заинтересованным сторонам для ускоренного принятия мер. Чтобы удержать рост глобальной температуры на уровне 1,5 °C, крайне важно бороться с выбросами метана. Они часто достигают пика в определенных областях в течение ограниченного периода времени, например в энергетическом секторе из-за утечек, сброса и сжигания в факелах. Раннее обнаружение этих пиков позволит быстрее реагировать на них.

Российский вклад

На территории России на сегодняшний день действует около полутора десятков пунктов, на которых регулярно проводятся измерения содержания метана в околоземных слоях атмосферы. Помимо стационарных пунктов, в 1995-2010 гг. для измерений использовалась передвижная лаборатория TROICA Института физики атмосферы РАН, было произведено 14 экспериментов, охвтивших практически всю страну от Москвы до Дальнего Востока. Периодически мониторинг содержания метана в атмосфере осуществляется над Западной Сибирью (самолетные измерения), в акватории моря Лаптевых и на прилегающей территории (наблюдения с судов и вертолетов). В российской Арктике размещено около полутора десятков метеостанций, в круг исследований которых входит и мониторинг атмосферного метана.

Оценки выбросов могут отличаться из-за различий в методологиях расчета, но все они сходятся в том, что динамику выбросов метана в России определяет именно нефтегазовая отрасль. Согласно подсчетам Росгидромета, выбросы метана от операций с нефтью и газом, начиная с 2000 г., стабильно составляют около 40% от его общей промышленной эмиссии.

Россия на национальном и корпоративном уровнях участвует в добровольных международных инициативах по сокращению выбросов метана. В 2004 г. страна присоединилась к Глобальной инициативе по метану (GMI), а в 2014 г. вступила в CCAC. Крупнейшие российские нефтегазовые компании в экологических отчетах публикуют данные о выбросах метана и стремятся к их сокращению. В 2019 г. крупнейшая нефтегазовая компания России «Роснефть» подписала «Руководящие принципы по снижению выбросов метана в производственно-сбытовой цепочке природного газа». Эта международная инициатива предусматривает последовательное снижение выбросов метана, улучшение показателей в части управления его выбросами в производственно-сбытовой цепочке, повышение точности данных о выбросах, продвижение рациональной политики и нормативно-правового регулирования выбросов метана, а также повышение прозрачности отчетности.

На добывающих предприятиях «Роснефти» в рамках стратегии «Роснефть-2030» реализуется комплексная программа по обнаружению и устранению неорганизованных источников эмиссии парниковых газов, в том числе метана. Одна из среднесрочных климатических целей компании — снижение интенсивности выбросов метана до значения менее 0,2% к 2030 г. Долгосрочная стратегическая цель «Роснефти» — достичь углеродной нейтральности по охватам Scope 1 (прямые выбросы) и Scope 2 (косвенные выбросы) к 2050 г. Идентифицировать и локализовать источники эмиссии метана позволяет сочетание наземного мониторинга с исследованием источников при помощи беспилотников. Исследования проводились дважды в год, всего было обследовано более 500 объектов на производственных площадках суммарной площадью свыше 123 кв. км, а также около 4800 км газопроводов. В «Роснефти» считают, что мониторинг помимо контроля эмиссии метана позволил дополнительно повысить уровень целостности нефтегазотранспортной инфраструктуры и объектов подготовки углеводородов с точки зрения промышленной безопасности. Что касается наземного мониторинга, на производственных площадках 20 предприятий было обследовано более 280 объектов.

Применение всей линейки передовых технологических решений для обнаружения утечек метана дает возможность определить источник и его причину, выработать комплекс мер по устранению и ликвидировать даже незначительные отклонения от строгих стандартов эксплуатации нефтегазовых месторождений.

В этом году компания расширила географию применения БПЛА, а также практику наземных обследований с использованием передовых систем обнаружения утечек метана и других легких органических соединений. Если в 2019 г. пилотные исследования проводились в трех добывающих обществах, то в 2022 г. они были масштабированы на 20 предприятий, в 2023 г. ими будет охвачена вся нефтегазодобыча «Роснефти». Для обследования добывающей инфраструктуры используются лазерные и ультразвуковые детекторы, причем лазерные способны определять наличие метана в атмосфере, а ультразвуковые — находить утечки газа под давлением. Мультиспектральные инфракрасные камеры оптической визуализации газов используют криотехнологии: детекторы этих камер охлаждаются до 180-210 °C, это позволяет существенно снизить количество помех и с высокой точностью визуализировать наличие метана.

Для повышения эффективности работы по достижению целей сокращения углеродного следа специалистами «Роснефти» разработаны учитывающая международные стандарты методика количественной оценки объема эмиссии метана от утечек на объектах добычи углеводородов и типовая программа мероприятий по обнаружению неорганизованных источников эмиссии.

Последние несколько лет стали самыми теплыми на Земле за всю историю наблюдений. Деятельность «Роснефти» по мониторингу и снижению выбросов метана полностью соответствует цели устойчивого развития ООН № 13 «Принятие срочных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями». Ее достижение возможно только при высоком уровне сотрудничества правительств, общественных организаций и бизнеса.-

Марина Кочетова