Brancheemner
Gennem menneskehedens historie er forbedringer i livskvaliteten ofte kommet med skadelige bivirkninger. Mundhygiejne gjorde for eksempel store fremskridt på grund af fluoridering af vand. Samtidig er der indikationer på, at for meget fluorid bidrager til svækkelse af knogler og ledbånd, og kan forværre psykologiske patologier. Videnskabelig forskning reagerer på problemstillinger som disse ved at søge efter måder at bevare fordelene på, mens bivirkningerne mindskes. Denne form for undersøgelse finder sted inden for det brede spektrum af naturvidenskab og anvendt videnskab. Et fremragende biprodukt af en sådan opdagelse er brugen af flaring i genvinding og forarbejdning af brændstoffer.
Når petroleum, naturgas eller andre energikilder genvindes og raffineres, er der tilhørende gasser, som ikke nødvendigvis hjælper – og endda kan hindre – produktionen af brændstof med hensyn til sikkerhed og effektivitet. Flaring refererer simpelthen til afbrænding af gas, der er overflødig i forhold til udvikling af energikilden. Ved at bruge en skorsten eller en udligger, hvorigennem fakkelgassen vil strømme, dirigerer teknikere de uønskede forbindelser til toppen, hvor de reagerer med luften. Denne reaktion er genkendelig for mange, der måske ser en flamme på toppen af et tårn ved oliefelter eller brændstofforarbejdningsanlæg.
Flaring af olie og gas udføres af hensyn til arbejdernes sundhed og sikkerhed. En iøjnefaldende fare, der adresseres af flaring, er det farlige trykopbygning i rør og tanke. En sådan hændelse kan føre til en eksplosion. En anden modtager af flaring er atmosfæren: forbrænding ved fakkelspidsen frigiver vanddamp og kuldioxid (CO₂), men det neutraliserer også virkningerne af svovldioxid og andre flygtige organiske forbindelser. Ifølge U.S. Environmental Protection Agency (EPA) gælder "metanemissionsreduktioner på 2.000 Mcf (million kubikfod) om året for en enkelt fakkel med en enkelt pilotflamme."
Gasflaresystemer begynder med en indløbsstrøm for at regulere trykket af indkommende naturgas eller råolie. Strømmen fortsætter til en knockouttromle, hvor væske og damp skilles ad. Derfra strømmer gassen til en tilbageløbsforseglingstromle. Der er dog en sikkerhedsforanstaltning ved denne overgang: trykket skal ligge inden for et bestemt område, før tilbageløbsforseglingstromlen åbner. Spulegas pumpes ind i tromlen for at fjerne eventuelle rester af brændbar gas. På den måde forhindrer systemet flammen på toppen af fakkelstakken i at falde ned og forårsage skade. Først derefter kan gassen trænge ind i gasfakkelstakken.
Flaring og udluftning (venting) forveksles ofte. Faktisk er udluftning den regulerede frigivelse af gasser til atmosfæren under produktionsfasen af energiekstraktionsprocessen. Ingen forbrænding finder sted ved udluftning, hvorimod flaring er den kontrollerede afbrænding af gasser under både produktions- og forarbejdningsfaserne.
Selvom flaring tilsyneladende beskytter atmosfæren mod giftige og flygtige organiske forbindelser, er det ikke desto mindre ansvarligt for udledningen af CO₂ og metan (CH₄). At disse forbindelser er betydelige bidragydere til global opvarmning er veldokumenteret. Faktisk fokuserer utallige offentlige og private studier alene på CH₄-emissioner: nogle af estimaterne fra målrettede naturgasanlæg når 10 procent af den samlede udledning. Men CH₄ er ikke den eneste konsekvens af naturgasflaring. En anden komponent i denne afbrænding er noget, der er kendt som sort kulstof, dvs. fin partikelformig luftforurening. Lægmanden kender det som sod. Resultatet af ufuldstændig forbrænding af olie, naturgas eller træ, blandt andre brændstofkilder. Mens sort kulstof har en kort levetid som en atmosfærisk trussel, kan det gøre stor skade i den korte tid. Det er kendt for at have en skadelig effekt på afgrøder, jord og kryosfæren, dvs. is og sne, samt menneskers sundhed og trivsel. Reduktion af sort kulstof, selv i beskedent omfang, har vist sig at mindske disse problemer.
At finde løsninger på de negative bivirkninger af flaring er en igangværende bestræbelse. I tilfælde af naturgas er flaring ikke en presserende nødvendighed, hvis der er umiddelbar adgang til rørledninger, hvorigennem gassen kunne transporteres til et behandlingsanlæg for rensning. Uden den infrastruktur er der i hvert fald anden teknologi, der peger mod genvinding af fakkelgas. I Taiwan er kompressorer for eksempel nu – ifølge loven – monteret på raffinaderiers flaring-systemer, så udstødning ledes til en jordfakkel, der er fuldstændig lukket under forbrænding. Først når forarbejdningsvolumen overstiger en bestemt tærskel, vil fakkelstakkens design rumme overskydende udstødning. Dette fakkelgasgenvindingssystem tilbyder et mere miljøvenligt alternativ.
Nogle gange omtalt som fornybar naturgas er biogas metan, der stammer fra organisk materiale. Det organiske materiale, der kaldes substrat i biogasproduktion, spænder vidt – nedbrydende blade og dyrekroppe; madrester og kompost; vildtafføring og husdyrgødning; spildevand, for at nævne nogle eksempler. Når sådanne stoffer berøves ilt, finder anaerob nedbrydning sted, hvorved materialet kemisk nedbrydes af bakterier over flere stadier. Når de endelige reaktioner finder sted, frigives både CH₄ og CO₂ fra substratet. Anaerob nedbrydningsteknologi tillader nu, at substrat kan behandles i store mængder, og at biogassen kan opsamles og renses til brug som køretøjsbrændstof og til omdannelse til elektricitet.
Afhængigt af den type organisk materiale, der fungerer som substrat, kan det først pulveriseres til en mere homogen tekstur. Fra dette punkt kommer substratet ind i nedbrydningstanken, hvor det opvarmes, ofte til over 100 grader Fahrenheit (ca. 38 °C). Når denne fermenteringsperiode – 20 dage eller mere – er afsluttet, er mellem 40 og 70 procent af gasudbyttet metan. Resten er hovedsageligt CO₂ og nogle spormængder af forurenende forbindelser. Mange metoder er tilgængelige for at udskille CH₄, herunder absorption, adsorption og membranfiltrering. Substratresterne, nu kaldet digestat, tjener som en potent gødning til landbrugsafgrøder.
Blandt de forbindelser, der kompromitterer biogassens ydeevne eller på anden måde truer sundhed og effektivitet, er: Vanddamp; Svovlbrinte; Halogenforbindelser; Ammoniak; Siloxaner; Flygtige organiske forbindelser. Partikler, der ligner sort kulstof, kan også være til stede i rå biogas. Ikke alene hæmmer urenheder som disse brændstofeffektiviteten, de kan også forårsage korrosionsskader på beholdere og ledninger, hvorigennem biogassen transporteres.
Almindelige fjernelsesmetoder har vist sig effektive til at rense metan til energibrug. Absorption – En måde at opgradere er at føre biogassen gennem en søjle med natriumhydroxid (NaOH) opløsning, som absorberer forurenende stoffer, når CH₄ passerer igennem. Adsorption – Dette involverer at få biogassen i kontakt med en fast overflade lavet af jernoxid, aktivt kul, silicagel og/eller andre forbindelser, der får de uønskede gasmolekyler til at klæbe til overfladen. Membraner – Porøse materialer anvendes, hvorigennem de urene gasmolekyler passerer, mens metanmolekyler fanges.
Ofte er biomassen, der findes i spildevandsanlæg eller lossepladser, rig på forurenende gasformige forbindelser. Nogle af disse anlæg vælger et biogasflaring-system. Deponigas afbrændes ofte i en lukket biogasflare. Flaring kan være konstant, eller det kan gøres intermitterende. Førstnævnte mindsker mængden af metan, der frigives til atmosfæren, mens sidstnævnte tager hensyn til energikonverteringsudstyrets tilstand. Det er værd at bemærke, at biogas er CO₂-neutral, så enhver udledning af CO₂ tæller ikke som yderligere drivhusgas. Brug af biogas til energi begrænser per definition mængden af metan, der stiger i atmosfæren, uanset om flaring anvendes eller ej. Således forårsager flaring færre miljøproblemer, når der afbrændes biogas end naturgas fra geologiske forekomster. Det er unødvendigt at sige, at lukket flaring er endnu mere miljøvenligt. Om man skal afbrænde eller bruge en anden teknik til at eliminere de skadelige gasser afhænger ofte af det substrat, der giver ophav til biogassen.
Energifagfolk bruger flaring til at afbrænde udstødningsgasser ved produktion og raffinering af naturgas og petroleum. Mens udluftning (venting) frigiver disse gasser direkte til atmosfæren, frigiver flaring, dvs. afbrænding af gasserne, mindre og ødelægger mere. Der er dog økologiske ulemper forbundet med flaring-genvindingssystemer. Metan, en primær drivhusgas, udledes stadig fra fakkelstakken. Derudover er sort kulstofpartikler også en konsekvens af flaring. Biogas afbrændes også i nogle tilfælde. De uønskede konsekvenser af flaring med fossile brændstoffer mindskes noget med biogas.
Tal med en specialist
Spørgsmål om at stoppe eller reducere gasafbrænding på dit anlæg?
