石油公司应该如何适应碳限制的世界?

2016年10月12日|上午11:10
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杰里米·马丁
高级科学家和燃料政策主任

上周我的同事发布了一个关于主要化石燃料公司失败的报告彻底摆脱关于气候科学和政策的虚假信息,或者按照2015年在巴黎达成的国际气候协议,为一个没有碳污染的世界做好充分的规划。今天,我想把重点放在石油公司身上,考虑他们应该如何改变开采石油的方式,并用石油生产汽油、柴油和其他燃料和产品。

为了适应一个碳限制的世界,石油公司应该投资于一个供应链,专注于在一个致力于减少温室气体排放的世界中最重要的产品和最有效的生产方式。运输燃料领域的变化不会在一夜之间发生,因此这将是一个持续几十年的过程。评估它们在这一持续演变中的进展,将需要比我们今天所拥有的关于整个全球石油供应链排放的信息更好的信息。

石油耗尽曾经是一个主要问题,但现在不再是

几十年来,确保获得足够的石油来推动我们的经济,特别是运输部门,是政策制定者最关心的问题。但是我们制造和使用燃料的方式的变化正在改变这个等式。事实证明,地质学家和化学工程师善于定位并将范围越来越广的化石资源转化为汽油、柴油和其他燃料及产品,他们还能挖掘以前不包括在石油储量估计之内的资源,比如北达科他州和德克萨斯州用水力压裂法从页岩中提取的致密油,以及阿尔伯塔省从焦油砂中分离出来的沥青。由于这种独创性,汽油、柴油和其他运输燃料的充足供应不再是一个问题。相反,石油行业面临的最深刻的挑战是使用其生产的产品对气候的影响。与其担心石油从哪里来,我们更应该关注石油到哪里去了(大气)。

稳定的气候意味着明智地选择开采哪种化石燃料

最近的分析将已知的化石燃料资源(储量和可采资源)与大气二氧化碳水平进行了比较,这与将全球气温上升稳定在2摄氏度以下相一致。这些研究发现,与需要发现新的化石燃料资源相比,气候稳定要求已经确定的资源中有很大一部分永远不会被开采和燃烧。除非我们拥有大规模部署的碳捕获和储存技术,否则对长期未来感兴趣的化石能源公司将无法再简单地找到并获得开采额外化石资源的权利。相反,它们的竞争力和商业前景将取决于它们能否以具有竞争力的价格提供不断变化的产品组合,同时减少排放。简而言之,石油公司需要更聪明、更清洁,而不仅仅是规模更大、成本更低。

明智对待石油

如果你从广义上考虑,找出哪些化石燃料应该留在地下是很简单的。大多数煤炭和污染最严重的非常规石油(如焦油砂)不应该被开发或开采,而随着我们向可再生能源和低碳能源稳步增长的能源份额过渡,更大比例的常规石油和天然气可以被利用。但如果你进入细节,它会变得复杂得多。棘手的是,化石燃料行业的供需双方都有复杂的碳影响,两者都在随着时间的推移而变化。如果所有的燃料都被制成一种产品,我们可以首先逐步淘汰最脏的来源。但事实是,今天不同的化石燃料被用来生产不同的产品,对这些产品的需求在今天正在发生变化,在未来几年将会发生更大的变化。无论是在煤炭、石油和天然气等大类中,还是在被称为石油的资源范围内,都是如此。作为最近更新的幕后团队石油气候指数上周解释过,不同的原油有更多的复杂性比大多数人理解的要多。不同的原油提供不同的产品组合,而碳影响取决于提取、精炼和产品组合。

两个关键问题

为了清晰地思考碳限制石油供应链的前景,我们需要考虑两个关键问题:哪些化石燃料的精炼产品最难被低碳替代品取代;以及如何以最低的排放生产这些产品。换句话说,我们需要分别考虑燃料使用者和燃料生产者的排放,并找出最小化两者的前景。

我们知道如何减少化石燃料的排放

使用化石燃料产生的排放占其生命周期排放的大部分,所以让我们首先考虑这些。我们对减少化石燃料排放的要求有很好的了解,并制定了一些关键的初步政策来减少这些排放,例如减少发电排放的清洁能源计划,减少车辆和家庭使用化石燃料的能源效率措施,促进燃料转向清洁燃料的政策,以及促进以可再生燃料替代化石燃料的政策。金宝博的网址

煤炭比航空燃料更容易替代

很明显,减少煤炭的使用比减少石油的使用更容易,当我们展望未来时,许多专家预计,大幅减少汽车和卡车的汽油使用将比在航空部门更换喷气燃料更容易。随着我们走向一个全球变暖排放日益受到限制的未来,很明显,燃料市场的某些部分188金宝搏手机版将比其他部分萎缩得更快。

我们在减少开采和提炼过程中的排放方面做得并不好

开采和提炼化石燃料所产生的排放尚不为人所知,监管也要少得多,但很明显,这些排放差异很大。以我们称之为石油的化石燃料为例。事实上,石油不仅仅是一种东西。我们称之为油的资源,从类似于洗甲水的稀液体,到更像花生酱或窗户腻子的材料。不同的燃料或多或少适合生产不同的最终产品。以及开采和提炼这些不同资源所产生的排放范围从低于50公斤二氧化碳当量/桶到超过250公斤二氧化碳当量/桶。此外,每桶石油的平均排放量一直在迅速上升。

减少可避免的排放

开采和精炼过程中排放的一些差异是石油生产商如何开展业务的一个功能,例如,他们在石油和天然气开采现场排放和燃烧甲烷和其他伴生气体的程度。有一些现成的策略可以大幅减少这些排放。例如,在排放和燃烧是问题的地方,只需投入更多的精力和资源来减少甲烷泄漏,并建立和维护适当的基础设施来负责任地管理天然气,就可以大大减少与石油开采相关的排放。

避免污染最严重的水源

在其他情况下,石油资源本身的类型,如超重或含硫原油,在提取和提炼过程中本质上是更耗能的。沥青砂是最著名的例子,但来自委内瑞拉的其他极重原油也属于同一类别。从理论上讲,技术可能能够减少这些化石燃料资源的额外排放,特别是如果提取和提炼过程中的碳排放能够经济有效地捕获和安全封存的话。但目前,该技术尚未商业化,其技术和经济前景尚不明朗。在这些战略的成本效益明确之前,这些化石资源显然处于不利地位。

老油田的排放量往往在上升

随着时间的推移,即使是相同的油田也会产生不同的排放,因为随着油田的枯竭,开采石油需要更多的能源和不同的技术。这被称为提高采收率,它涉及将蒸汽,二氧化碳,甲烷或其他气体泵入油田以帮助石油流动,从而可以提取石油。驱动水泵的动力和产生蒸汽的热量是如何产生的,二氧化碳或其他气体从何而来,有多少二氧化碳或甲烷留在地下而不是逃逸到大气中,这些都对排放产生了很大的影响。正如我所说,这很复杂,但这种复杂性意味着工程师和运营商有很多机会减少排放,如果他们有动力这样做的话。

不同类型的油适合生产不同的产品板

北达科他州巴肯地区所谓的致密油生产的扩张产生了一种混合碳氢化合物,在光谱的轻端,有很多短碳氢化合物分子,如甲烷,乙烷和所谓的天然气液体。这些轻质产品用于发电,生产塑料,并与汽油混合,但它们不容易提炼成柴油或航空燃料。其他重油倾向于生产更多的重质产品,包括更多的石油焦,一种重质低价值产品,或多或少是煤的替代品。含有大量硫的油,通常被称为含硫原油,也是有问题的,需要大量的额外加工来生产低硫燃料,以避免严重的空气污染问题。由于化学的魔力和化学工程师的聪明才智,通过增加额外的工艺步骤和化学转化,可以从不同的原始石油来源制造出各种各样的产品。通过正确的过程,最小的碳氢化合物甲烷可以转化为柴油燃料。但这些化学转化的代价是美元、能源、排放和产量。从成本和排放的角度来选择最合适的石油来源,需要有关石油化学性质的信息,包括杂质水平和较轻和较重碳氢化合物的馏分。

对石油工业未来的影响

即使在碳污染日益受到限制的未来,一些关键的运输燃料也可能比其他燃料存在的时间更长。那些能够生产这些燃料,并且在生产过程中不会产生大量额外排放的公司,将成为碳约束经济的赢家。化石燃料行业应该把重点放在生产最难替代的燃料(多生产航空燃料,少生产石油焦)的资源和工艺上,这些燃料的碳供应链最低。评估其进展需要比目前更高的数据透明度。提高整个供应链的报告性、可追溯性和透明度,将使负责任的能源公司、投资者、消费者和政策制定者能够对石油和天然气的未来做出更好的决策。改进信息披露的必要性也在气候问责记分卡

政策制定者应该要求提高透明度,并实施政策,推动石油行业采取最好的控制措施,控制其自身运营中的污染。这将确保即使对化石燃料的需求整体萎缩,石油业也会尽自己的一份力量减少排放,并支持向无碳污染的世界过渡。