بخشی از مقاله
چکیده
نیروگاههاي حرارتی به عنوان یکی از بزرگترین منابع انتشار دياکسیدکربن در جو میباشند. در صورت جداسازي CO2موجود در گازهاي خروجی از نیروگاهها، به ویژه نیروگاههاي بخاري، از یکسو آلودگی محیطزیست کاهش یافته و از طرفدیگر میتوان دياکسیدکربن بدست آمده را در صنایع مختلفی بکار برد. از آنجا که حجم CO2 منتشر شده توسط نیروگاهها بسیار بالاست، مناسبترین کاربرد دياکسیدکربن حاصل ازآنها، تزریق در مخازن نفتی است. با اینکار میزان برداشت نفت از مخازنی که فشارشان افت نموده، به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت. هماکنون افزایش فشار مخازن نفتی با تزریق گاز طبیعی تحقق مییابد. بدین ترتیب، با جایگزین کردن CO2 امکان صرفهجویی در مصرف گاز طبیعی بوجود خواهد آمد و میتوان این ماده ارزشمند را در سایر بخشها مصرف نمود. در این مقاله، پتانسیل انجام چنین فعالیتهایی در کشور مرور گردیده و به مزایاي آن اشاره شده است. لازم به ذکر است که مراحل مقدماتی موضوع فوق الذکر با همکاري شرکت ملی نفت ایران- مدیریت پژوهش و فنآوري، آغاز شده است و این مقاله ماحصل پژوهشهاي اولیه در زمینه مذکور میباشد.
واژههاي کلیدي: ازدیاد برداشت، جذب دياکسیدکربن، نیروگاه حرارتی، مخازن نفتی، تزریق دياکسیدکربن
-1 مقدمه
برداشت نفت از مخازن نفتی در طول زمان موجب کاهش فشار مخزن و در نتیجه کاهش استخراج خواهد شد. از اینروتکنیکهایی با عنوان برداشت ثانویه و ثالثیه اعمال میگردند.بدین ترتیب که به منظور تأمین و یا تثبیت فشار مخزن و همچنین کاهش ویسکوزیته نفت باقیمانده، تزریق گاز طبیعی را انجام میدهند. در ایران در سال 1355براي اولین بار درمیدان هفتگل تزریق گاز آغاز شد. در حالیکه فشار ابتدایی گازمخزن 1439 psi بوده است، این فشار پیش از تزریق گاز به psi1183 تنزل یافته بود. پس از حدود 4 سال تزریق مداوم گاز، فشار مخزن به 1427 psi افزایش یافت. لازم به ذکر است که جذب گاز دياکسیدکربن از نیروگاههاي حرارتی به منظور تزریق در مخازن نفتی نفت برداشت شده طی برداشت ثانویه - تا سال - 1372 جمعاً1736 میلیون بشکه بوده است در حالیکه پیش از تزریق گازحدود 1686 میلیون بشکه نفت استخراج گشته بود.[1]
این تجربه در سالهاي بعد نیز ادامه یافت، به نحوي که وزارت نفت تزریق گاز در 31 میدان دیگر را لازم دانست.بدین ترتیب براي مدت 20 سال میزان گاز مورد نیاز جهت تزریق در میادین نفتی تخمین زده شد و منابع آن نیز مشخص گردید. طبق این پیشبینیها، جمعاً 1355 میلیارد مترمکعب گاز - حدود %5 کل ذخایر گاز کشور - میبایست طی این مدت جهت استحصال حدود 6500 میلیون بشکه نفت - ازذخیره ثانویه مخازن - مصرف گردد. این میزان نفت تقریباً معادل %24 تولید 20 ساله کشور میباشد .[1]طبق برنامه از پیش تعیین شده، مقدار قابل توجهی گاز طبیعی میبایست به درون مخازن نفتی تزریق شود. هرچند، در سالهاي گذشته مقادیر پیشبینی شده براي تزریق گاز طبیعی محقق نگردیده است.
علت این امر افزایش روند مصرف گازطبیعی در بخش صنعتی، خانگی و تجاري است، در حالیکه همپاي این رشد، بهرهبرداري از فازهاي پارس جنوبی و استخراج گاز طبیعی نیز پیشرفت لازم را ننموده است. از سوي دیگر با توجه به افزایش روزافزون قیمت گاز طبیعی در بازارهاي جهانی، و بالاتر رفتن ارزش این سرمایه ملی، یافتن جایگزینی براي گاز طبیعی جهت تزریق در مخازن نفتی ضروري به نظر میرسد. یکی از کاندیداهاي مناسب جایگزینی گاز طبیعی در این زمینه، گاز دياکسیدکربن است. بدین ترتیب از یک طرف اثرات زیستمحیطی گاز CO2 تقلیل یافته و از سوي دیگر مصرف گاز طبیعی جهت تزریق به مخازن نفتی کاهش مییابد تا امکان تخصیص آن به سایرمصارف ضروري خصوصاً نیروگاهها فراهم گردد.
-2 آثار زیست محیطی گاز CO2
دياکسیدکربن به عنوان یکی از گازهاي گلخانهاي نقش تعیین کنندهاي در آینده کره زمین ایفا خواهد نمود. لازم به ذکر است که گازهاي گلخانهاي بطور طبیعی در جو زمین وجوددارند اما فعالیتهاي انسانها - تخریب جنگلها و رشد صنایعضد محیط زیست - مقدار گازهاي مذکور را بطور غیرطبیعی افزایش داده است. بطوریکه CO2 موجود در جو طی سالهاي1911 الی 2007 از 300 ppm به 383 ppm افزایش یافته است.[2] گازهاي گلخانهاي موجب محبوس شدن کسري از انرژيحرارتی تابشی از سوي کره زمین میگردند. بدین ترتیب، افزایش بیش از حد میزان گازهاي گلخانهاي اتمسفر منجر به برهم خوردن تعادل دمایی کره زمین خواهد شد، به نحوي که افزایش دماي جهانی از سال 1990 تا 2100 میلادي در حدود 1/4-5/8 سانتیگراد پیشبینی شده است که بیش از تغییرات دمایی 10000 سال گذشته خواهد بود [3] - و . - [4]
تغییر الگوي دمایی کره زمین بر آب و هواي مناطق مختلف تأثیرات سوئی خواهد گذاشت که از آن جمله میتوان به موارد ذیل اشاره نمود: بالا آمدن سطح دریاها و کاهش منابع آب شیرین، تخریب نواحی ساحلی، تغییر در میزان بارش باران و جهت وزش باد، از بین رفتن محصولات کشاورزي و غذایی، تخریب جنگلها و توسعه مناطق بیابانی، افزایش آلودگی هوا در برخی مناطق به دلیل افزایش بادهاي گرم،تناوب و تشدید خشکسالی، افزایش بلایاي طبیعی مانندطوفان و سیل و همچنین احتمال گسترش بعضی بیماريها نظیر مالاریا.اگرچه گاز CO2 از پتانسیل گرمایش جهانی - جذب گرما درواحد جرم - کمتري نسبت به سایر گازهاي گلخانهاي برخوردار است، اما به دلیل اینکه سالانه حجم بسیار زیادي از آن وارد جو میگردد اثرگذارترین گاز گلخانهاي به حساب میآید.
بر اساس آمار موجود در سالهاي 2000، 2004 و2007 میزان دياکسیدکربن منتشر شده توسط بشر به ترتیب در حدود 24، 27 و 30 میلیارد تن برآورد شده است. بنابراین جهت حفظ حیات، میبایست چارهاي براي این مقدار دياکسیدکربن مازاد اندیشید. یکی از راهکارهاي جبران CO2 اضافی موجود در جو، افزایش سطح جنگلهاست. براي برقراري تعادل در میزان دياکسیدکربن اتمسفر بواسطه پوششهاي گیاهی، در سال 2007 به بیش از 440 میلیون هکتار جنگل جوان نیاز بوده که این مساحت قریب به 2/7برابر وسعت کل کشور ایران است. با این حساب میبایستدر هر سال بیش از 15 میلیون هکتار جنگل جوان نیز بوجود آورد.
با توجه به رشد جمعیت، طبیعی است که چنین حجم جنگلکاري عملی نیست. از اینرو، کاهش انتشاردياکسیدکربن راهکار مناسبتري به نظر میرسد. بنابراین کشورهاي صنعتی، بخصوص کشورهاي پایبند به معاهده کیوتو، میبایست به سمت کاهش انتشار CO2 گام بردارند.بر مبناي اطلاعات جمعآوري شده توسط CDIAC1 در سال2004، ایران سیزدهمین کشور منتشر کننده گاز دياکسیدکربن در جهان بوده است که %1/6 از کل را به خود اختصاص داده است. در این میان آمریکا و چین با 22/2 و 18/4 درصد بالاترین منتشرکنندگان گاز CO2 بودهاند. تنها بیست کشور سالیانه %80 از کل دياکسیدکربن را وارد جو میکنند که ایران نیز در بین آنها قرار دارد .[5]
-3 انتشار گاز CO2 از نیروگاههاي جهان
یک سازمان تحقیقاتی مستقل به نام CGD2 در غالب طرحی به نام CARMA3، میزان دياکسیدکربن منتشر شده از 50000نیروگاه سراسر دنیا را جمعآوري نمود. این اطلاعات از محاسبات آماري بر مبناي نوع و عمر نیروگاه، سوخت مصرفی و توان تولیدي حاصل گردیده است. بر اساس نتایج بدست آمده، سهم صنعت تولید الکتریسیته در انتشار دياکسیدکربن تقریباً یک چهارم کل است که رقمی قابل توجه میباشد. بر مبناي این اطلاعات، میزان تقریبی انتشارCO2 به واسطه صنعت برق هر کشور در جدول 1 نشان داده شده است. همانطور که ملاحظه میگردد، صنعت برق ایران در تولید CO2 رتبه نوزدهم را به خود اختصاص داده است.
هرچند دياکسیدکربن حاصل از نیروگاههاي ایران در مقایسه با کشورهایی چون آمریکا و چین بسیار کوچک است لیکنقرار گرفتن در جمع 20 کشور اول منتشرکننده CO2 ازنیروگاهها میتواند هشداري باشد تا تلاش در کنترل انتشار دياکسیدکربن از نیروگاهها جديتر گرفته شود.در شکل 1 نمودار افزایش انتشار گاز دياکسیدکربن در کشوربه نمایش درآمده است. همانطور که مشاهده میگردد، ازاوایل دهه 30 شمسی، سیر صعودي انتشار دياکسیدکربن آغاز شده و تنها در دوران دفاع مقدس شاهد تنزل قابل ملاحظهاي بوده است. سهم سوختهاي مایع نسبت به گازطبیعی نیز بیشتر بوده است.
