节能减排 构建和谐
摘 要 十六大以来,按照科学发展构建和谐的要求,石油开采业转变经济增长方式,实现“十一五”节能减排目标,必须以生态工业、循环经济理念来指导企业实施清洁生产,运用“3R”原则,推动企业三个层面的能耗、物耗闭环流动,实现采油企业经济、环境、社会“三赢”目标。
中国石油2007年工作会议提出,把转变经济增长方式作为今年和“十一五”期间的工作主线。因此,要以节能降耗和污染减排为突破口,把提高生产发展的科技含量、持续推进管理创新作为转变增长方式的重要抓手,努力建设资源节约型、环境友好型企业。
石油企业发展循环经济,必须注重在优先削减资源消耗和废物产生的基础上综合运用“3R”原则,即:“减量化 再利用 资源化”,实现企业操作、管理、公司等三个层面的物质闭环流动。石油企业首先进行内部单个采油系统的循环经济,待发展机遇成熟时再进行区域和社会大循环。首先,贯彻ISO14000标准,推行清洁生产,必须实现宏观与微观两个全过程控制。其次,开展生态工业,要把握“外部不经济性”、“非物质化”、 “废物最小化”三个观点。第三发展循环经济,要坚持减量、再用、资源等三个原则。清洁生产、生态工业和循环经济观念密切渊源,融合促进,为石油工业创新管理注入思想源泉,为转变经济增长方式指导方法途径,为构建资源节约、环境友好型企业提供科技动力。
1 在操作层面上,注重源头减量化、生产全过程控制,实施清洁生产
采油行业具体操作程序为:物探 定位 钻井 作业 注汽(稠油) 采油 集输 处理 外销。如何将石油采出地面,这是采油操作层的工作。
1.1 源头削减,生产全过程控制,减少污染物产生量
清洁生产充分体现了整体污染预防战略持续应用于原油生产、经营和管理中,是以增加生态效益和降低环境风险的清洁思想。采油过程中产生一定量的含油废物和温室气体等污染物,通过清洁生产审计,反复从8条途径着手,运用“3W”方法,将污染物消灭在产生之前。如:首先利用生态布井技术,保证钻井一次成功率。减少污染物产生量和集约用地。其次,改善生产工艺水平,减少含油废物产生量。研发高效深井泵、绿色修井等措施,减少油泥产生量。第三,原油生产组织由传统“高液、高产”向“优液、优产”观念转变。引研避水采油技术、跟踪射孔技术、先进堵水技术、间开采油技术、优化注汽、注水、掺药技术和生态关井等措施,减少污水产生量。第四,实施“污染者付费”的原则,提高服务方环境质量。通过污染者罚款、提高环境标准等手段,减少现场施工服务过程中的废物产生量。
1.2 强化企业内部管理,提高操作层清洁生产意识
按制度对基层员工进行清洁生产与ISO14000标准理论培训和感性认识,经考核持证上岗。教育员工将末端思想向生产全过程控制倾斜,积极提合理化建议和无/低费方案,把环境管理落到企业中各层次,分解到各个环节,贯穿于企业的全部经济活动中,共同提高企业环境绩效。
1.3 必要的末端处理,是循环利用的前提
清洁生产是一个相对概念,一个理想模式,在目前技术和经济发展水平条件下,实行完全无废生产,非常少见,废物产生、排放难以避免,必要的末端处理,使对环境危害至最低。与传统末端治理有一定的区别:①末端处理是预防措施后的最后把关措施,而非优先考虑;②末端处理也是集中处理的预处理措施。如:采油污水经脱水后,进入污水站再处理;③末端处理重视分选回收有用组分。如油泥处理过程中,将原油、塑料、棉麻物、硬质颗粒分选再利用;④末端处理不排斥继续清洁生产活动,以期望逐步缩小处理规模,乃至最终以全过程控制代替末端处理。
2 在管理层面上注重综合利用、共生共存,建立生态采油工业区
石油采出地面之后,如何组织、优化、提高环境性能,保证油田可持续发展,就是管理层的工作范畴。
2.1 以环境伦理观为思想基础,搭建部门间、专业间生态理念共融平台
环境伦理学体现了人与自然环境平等的时代要求。企业各部门、各专业如何使各种资源具有生态共生功能。首先,要建立部门间、资源间的“工业食物链”,为废物找到下游的“分解者”。第二,工业生态学不是自然生态学的简单模仿,不是什么资源都能共生,要审视和改进生产工艺和管理思路,以求资源、能源利用效率最大化和生态化。第三,按照生态原则组织日常原油生产,建立部门、专业间工业生态链和人工生态链结合的生态采油系统。
2.2 运用工业生态系统理论,构建企业横向共生共存体系
首先,将废物做资源综合利用,积极改变“工业食物链”。如:①稠油开发生产的废水,经处理后可回用注汽锅炉,形成企业内部采油系统和注汽系统的横向共生体系;②原油集中处理系统产生的炉渣,回用于生产、环境和地方制砖企业,建成了集输与采油、油田与地方的产业共生链。第二,封闭物质循环系统和尽量减少消耗性材料使用。如:①油田“三废”综合利用,污染零排放,这是厂内物能小循环。②石油企业三角带、盘根、手套为较大消耗料,经过改进工艺和产品性能等中/高费方案,使三种消耗料大幅减少,延长消耗料的生命周期,节约资源、减少环境污染。第三,工业生产与经济活动的非物质化。如:①实行网上办公、开会机制,减少办公垃圾量;②提高物质及产品的质量和周期,禁止生产和使用一次性消耗材料。a杜绝使用一次性样桶和水杯;b要求井下作业地面防渗布提高质量,循环使用。
2.3 探索工业生态化途径,建立生态采油区
首先,研发与环境兼容的生产技术。如:①采油工艺装置伴生气回收利用技术:②老油井复产技术:③燃料结构调整技术等均为节能减排技术。第二,创新利用可再生能源技术。如:①CO2解堵助排技术;②油井注氮,注空气隔热技术。第三,尝试LCA方法指导石油开发。如:①水平井、丛式井等生态布井技术:解决最少用地,建立层间与井间“工业链”。②转换油田开发方式技术:应用蒸汽驱、SAGD、三次采油和冷采技术,接近“非物质化”。
3 在公司层面上,注重生产消费前后过程的物质和能量循环,逐步实现循环经济
中国石油循环经济刚起步,许多理念还停留于概念层次上,需要靠科技进步支撑发展,即由“生产 技术 科学”向“科学 技术 生产”的历史性转向。由于石油开采业产品有其特殊性,主要是石油及天然气,属化石能源,它的功能经下游炼化企业分解消费后再生成商业燃料来体现。其废物中的渣油可进入上游企业的燃料消费链,可建成一个上下游企业共生链。因此,做为上游的石油开采业循环经济主要研究副产品的再生资源化问题。如图,石油开采业生态平衡图。上文操作层、管理层实施的清洁生产与生态工业,是公司层面开展循环经济的基础和前提,
输入端 输出端
资源(指土地、物资、材料)
产品(石油、天然气)
能源(动力、燃料) 副产品(废水、废气、废渣、噪声)
循环经济融合了清洁生产和生态工业,大大提升了环保思想在石油企业发展的深度和广度。下面按3R原则实施内部循环经济。
3.1 减量化原则属于输入端方法,旨在减少进入生产和消费过程的物质量,从源头节约资源减少污染物的产生和排放
将清洁生产理念融入企业发展规划和年度计划,凡是进入现场的设备、装置必须是高质量、生命周期长、低噪声、低耗能、低排放和自动化程度高的工艺技术。如:电器设备要求节能效率高,加热设备需要热效率高,工艺装置需要简便密闭、直线和自动化程度高等标准,如:工艺管网多管改单管、曲线改直线、阻流改扩径、手动改自动等。
3.2 再利用原则属于过程性方法,目的是提高产品和服务的利用效率,要求生产系统的各种物件以初始形式多次使用,减少一次性或短期消耗。
采油现场各种生产资源较多,通过优化匹配、维护保养,减污降耗潜力巨大。如:①闲置抽油机、储油罐,用于新井新区块,节约投资;②修井管柱及井下工具通过生态修复,可延长生命周期,增多复用次数。
3.3 资源化属于输出端方法,要求产品和其它产出物质进入内部市场后重新变成资源
原油采出地面,携带数量较多污染物,对周边环境有较大风险。进行必要的末端处理后,再进入集中处理系统,达到废弃物的循环利用和资源化。如①含油污水经处理后,注入地下,补充地层能量;②污水含油底泥,可利用油井调剖,提高优质原油产量。③现场修井油泥经处理后,以资源形态回馈到生产系统和自然环境。
4 先进理念有机融合,提高企业环境绩效
以科学发展观为指导,完成“十一五”主要污染物减排10%和GDP能耗降低20%目标,构建环境友好型企业,必须转变思想观念,用现代先进管理方法指导环境工作。
4.1 清洁生产与ISO14000融合,解决观念问题
首先、清洁生产与ISO14000的关联性。①环境核心问题是绿色设计,是清洁生产理念,也是ISO14000的中心思想;②清洁生产强调的是技术内容,渗透到全生命周期的各个环节,而ISO14000强调的是以管理层面的规范程序,二者在技术面与管理面各有所长,相互联系,具有合力效果。第二、清洁生产与ISO14000的整合性。①、ISO14000—PDCA与清洁生产有切入点。如:采油系统重大环境因素之一的原油落地,需要密闭集输和绿色修井等清洁技术来降低其环境风险。②ISO14000与清洁生产有互补性。清洁技术对于环境的解决方案,没有一套查纠程序,EMS可弥补不足;因此,独立实施EMS可能造成一个管理空架子,核心问题难以解决。如:年度环境目标虽已制定,但没有清洁技术的保证,将难以实现。第三、清洁生产与ISO14000的结合性。①EMS可作为清洁生产的管理工具,能在体制上保证清洁生产成果的持续;②清洁生产可指导企业的环境行为,进而获得环境绩效的改进;③以清洁生产与EMS的审核作为二者在操作上的结合点,在EMS文件中体现清洁思想。如:企业在EMS初始环境评审阶段利用清洁生产审核方法发现无/低费方案,并保证其持续实施。实践证明,以标准化、系统化的环境管理来实施清洁生产,并使之持续下去进而使企业的环境绩效持续改进,并为可持续发展服务。
4.2 清洁生产与生态工业融合,解决操作问题
工业生态学是清洁生产的理论基础,清洁生产是工业生态学的核心内容和一个发展阶段。生态工业首先减降上游企业的废物,下游企业在其生产全过程每个环节进行源削减,做到清洁生产。①有条件的部门间横向共生:建立工业体系中不同工艺流程和不同专业间的横向共生,要通过企业部门、专业间资源共享,为废物找到下游的“分解者”,建立工业生态系统的“食物链”和“食物网”。如:集输部门通过污水回用与注汽、注水部门共生,作业部门用污泥调剖与科技部门共生,采油部门利用参数优选与集输系统共生等。②无条件的积极创造共生。生态工业使非共生环节积极地搭建共生链条,需要引进高新清洁技术、产业结构调整技术与区域性环境容量相结合、与治理结构性污染相结合,主动地改变工业“食物链”。如:企业基建与环保部门因不可降解的工业垃圾而不能共生,钻井与环保部门因废钻井液未资源化问题暂无共生链,目前暂分选和无害化处置,待技术方案产生后,建成共生网络。
4.3 清洁生产与循环经济融合,解决绩效问题
清洁生产是循环经济的第一阶段,循环经济是清洁生产的高级阶段。石油企业按照循环经济理念,通过开展清洁生产措施,实现企业经济部分循环流动,取得明显环境绩效。以某采油企业为例,至2000实施ISO14000与清洁生产以来,按生态工业、循环经济原则组织生产,这几年从源头削减、节能降耗、综合利用和资源循环等四个方面取得明显绩效。累计减污56.4万方,降耗75.2万吨标准煤,经济效益9.18亿元。同时,取得明显的环境和社会效益。
(1)源头削减、降低污染物产生量。①绿色修井技术减少作业油泥产生量。全年4000井次作业,累计减少油泥产生量1600方,减少末端治理费24万元,减少排污费160万元。②原油集输由开式改为闭式技术。每天减少含油污染物产生量8.5方、减少运费11万元,日增产原油15吨,年减少末端治理费46.5万元,投资1.8亿元,创效1.07亿元。③避水采油技术,减少含油污水产生量。全年实施500口,投入2300万元,少产污水54.75万方、污水底泥1350方,全年减少末端处理费298.38万元,原油处理费及排污费降低15%,年创益2500万元。④措施规模化技术。采用SAGD、蒸汽驱等规模化技术,达到一井措施多井见效的目的。全年共实施20个井组320口井,投入5440万元,增产原油5.7万吨,减少注汽量68万方,减少修井270井次,减少油泥产生量300方,年回收效益1.02亿元。⑤先进防砂技术,减污增效。采用机械与化学相结合防砂技术,降低油井出砂量。全年共投入1224.6万元,实施78口井,全年减少出砂量3786方,减少末端治理费68.15万元,延长检泵周期35天/口,减少作业160井次,当年见效1700万元。
(2)节能降耗、减污降本。①推广油田伴生气回收技术。全年投入2500万元,回收578口井、210个储罐,共回收CH45600万方,增加收入7000万元,减少温室气体排放,净化矿区环境。②应用水平井、丛式井和复产井技术。全年打水平井32口,建设丛式井平台8个、42口井,老井复产78口,累计增油8.76万吨,节约用地30.8公顷,全年投入2.816亿元,回收效益1.75亿元。③油井动态掺药技术。共实施674口井,全年节约药剂2044吨,节约燃料气1200万方,增加原油1.2万吨,投入0.8亿元,创效0.95亿元。④大力推行节电技术。应用节能抽油机、电机、配电柜等技术,全年实施378口井,节电5800万kwh,投入1900万元,当年收益2300万元。⑤实施燃料结构调整技术。渣油、石油焦替换原油9.7万吨,当年见效0.9亿元。
(3)综合利用,减少污染物排放量。①污水底泥油井调剖技术。共实施175口,节约成本700万元,减排污染物6000方。②稠油污水回用锅炉技术。回用350万方污水,节约水资源292万方,投资7500万元,当年节约成本584万元,实现污水零排放。③落地油泥回用环境技术。一年共回收原油800吨,泥砂资源利用6个平台、30口井,创效400万元。
(4)资源再循环,企业达到“三赢”。①含油污水注水驱油、压井和洗井技术,实现废水资源化。全年处理污水438万方,全部回用于生产,回收原油2.0万吨,当年创效0.65亿元。②CO2助排解堵技术,解决温室气体资源化利用。CO2助排解堵属国际先进减排增油技术,全年实施42口,投入504万元,增油1.08万吨,收益1100万元。③空气隔热技术,利用可再生资源。全年实施864井次,增油7.5万吨,减少燃料成本275万元,节约液氮资源成本1500万元,当年见效1.2亿元。同时,净化了空气、改善了周边区域环境。
5 建议与思考
石油行业要完成“十一五”节能减排目标,必须要加快标准和措施的推进,以实际行动逐步实施能源结构调整,实现环境友好目标,应采取以下对策和措施:
5.1 建立相对独立的节能环境机构
新形式下,应加强节能环保机构建设,成为与企业发展同步的重要岗位,配备具有中级职称以上的环境管理、科技人员和一定的硬件资源。
5.2 调整理念,更新制度。
将循环经济等环境理念融入企业各项机制之中,指导寻找低污、优质、高效的油气资源,真正从源头做到污染预防、降耗减排和生态保护。
5.3 建立石油开采业自己的节能减排考核体系:
以ISO14000标准为框架,出台石油企业清洁生产标准,逐步推动循环经济向区域、社会层面发展。
5.4 环保投资要保证。
更新与生产混淆的环保投入观念,要将环保专业项目提取出来专门管理,并下达年度钢性环保措施费(总成本的0.7%~1.0%)指标。
5.5 环境宣传工作要创新。
按照西方环境理念,东方生态智慧的文化内涵,进行大范围宣传扩散,提高公众的环境意识,营造企业内部环境氛围,促进环境工作与生产同步发展。
6 参考文献
1 劳拉斯[德]、钱兆宁《现代循环经济及清洁生产科学实践与生态工业园区规划建设国际通用管理成功案例典范》 北京:新星出版社 2005.2
2 刘青松、邹欣庆、左平《可持续发展简论》 北京:中国环境科学出版社 2003.4
3 熊文强、郭孝菊、洪卫编《绿色环保与清洁生产概论》北京:化学工业出版社 2002.4
4 刘贵燕《环境污染保护治理技术标准规范实施手册》 银声音像出版社 2006.5
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