基于生命周期评价的油气管道工程能源利用分析

一、理论与方法

被视为一种用于评估产品或工程全生命周期内环境影响的系统性方法的生命周期评价（LCA），它所遵循的是 ISO 14040 标准，该标准下的 LCA方法主要涵盖目标与范围定义这一阶段、清单分析阶段以及影响评估与解释阶段。本研究针对油气管道工程作为生命周期评估对象，它全面涵盖从设计开始、历经施工阶段、再到运行过程、以及维护和最终退役等所有阶段。在能源核算方面，研究对明确边界进行设定，此设定依据各阶段具备的能源消耗特征，将能耗划分成电能、热能以及化石能源等不同类别，并挑选合适的能耗指标用以评估。在数据采集的过程中，所采用的是把现场监测与文献数据库相互结合起来的方法，以此来确保数据的可靠性与全面性得以达成。通过针对不同阶段能源消耗数据的收集，进而构建起能效模型，利用该模型去分析各环节的能效水平以及相关影响因素，从而为后续即将展开的节能改进提供必要依据。

、 能源利用现状分析

（一）设计阶段能源消耗分析

在油气管道工程处于设计阶段时，能源消耗主要源自于管道选型过程、设计方案优化工作以及相关设备配置事宜，尽管设计阶段的能源消耗相比施工与运行阶段要低一些，但却依然有着不可忽视的重要影响，比如管道材料究竟如何选择、设备功率怎样准确预估以及系统配置怎样优化等方面都会在后续阶段对能效表现产生作用。而且采用那种高效且低能耗的设计方案能够在运行阶段实现能源消耗的显著降低，在此阶段能源消耗主要体现于设计计算、模拟测试以及方案的多次评估这些活动当中。虽说这些活动并不涉及大规模的能源消耗，然而却对整个系统的能效水平起着决定性作用，所以设计阶段的优化从油气管道全生命周期能源管理角度来看具有极其重要的意义。

（二）施工阶段能源消耗分析

施工阶段作为整个油气管道工程能耗里关键部分的能源消耗，其能源主要源于施工机械、运输工具及建筑材料生产方面。而像施工机械运转、现场材料运输以及焊接切割等作业过程皆需大量能源，例如重型设备诸如挖掘机、起重机、压路机等在施工过程中尤其在地形复杂且工程量大区域的使用，会致使能源消耗显著增多。通过对施工设备使用与运输路径的合理规划，才能有效降低能耗。此外，施工阶段大量涉及的混凝土、钢材等建筑材料的生产和运输过程同样构成能源消耗主要来源。因此施工阶段能源管理得重视设备选择、施工方法优化及运输路径设计，以此减少不必要能耗。

（三）运行阶段能源消耗分析

油气管道运行阶段作为其能源消耗核心环节，主要涵盖压缩机、泵站及监测系统等多种设备持续运行方面。其中压缩机与泵站在长距离油气输送进程内承担关键作用，会稳定且持续地对大量电能予以消耗。尤其在高压且长距离的管道当中，能效问题显得极为突出。而运行阶段的能源消耗主要集中于管道动力源诸如压缩机、泵之类以及辅助设备运行之上。通过对不同类型设备及控制策略加以对比，人们能够发现其中存在的一些优化空间。例如采用变频驱动（VFD）技术的压缩机在调节流量的时候更为高效可显著降低能源消耗。而且智能监控系统的引入对实时监控管道压力及流量有帮助进而能够进一步优化能源使用效率。所以运行阶段的能源优化对于管道工程生命周期能源管理而言是关键所在，尽管其具体操作及相关细节还有待进一步深入研究。

三、优化与改进措施

（一）节能技术应用

为提高油气管道工程能源利用效率这一目标，节能技术应用其重要性不言而喻。尤其在设计和施工阶段，将高效节能设备加以采用，这堪称降低能耗有效途径。比如采取高效电动机、低压损失管道设计及优化泵站布局的方式，助力减少运行时的能量损失。更需强调的是在运行阶段，把安装有变频驱动（VFD）技术的压缩机与泵站投入使用，管道流量一旦出现变化，设备运行速度便可据此实时做出调整，从而成功避免过度能耗。此外，管道保温技术亦为提高能源效率关键措施之一。在管道外部实施保温处理之举，对于热能损失减少以及输送效率提高能起到积极作用。若将这些节能技术进行综合运用，油气管道能源消耗不仅显著降低，运营成本减少亦将成为可能。

（二）管理策略优化

优化管理策略作为对提升能源利用效率而言极为关键的一种重要途径，在管道系统运行阶段，智能化管理与自动化控制系统被引入，能够使得其能源利用效率获得大幅提升。比如像借助应用物联网（IoT）技术来对实时数据进行采集与监控，实现对管道运行精确调控，达到避免不必要能量浪费的目的。而且凭借大数据分析技术可对运行状态加以分析，预测能效可能出现瓶颈，然后及时针对管道压力、流量等参数做出调整，以实现优化能源使用。除此之外，在提升能源效率方面，加强能源管理培训工作、让操作人员的节能意识得以提升，并且定期开展能源审计以及实施设备维护工作，这些对于整体能源效率的有效提高具有重要意义，实施这些管理策略可令能源资源利用达到最大化进而减少浪费现象产生。

（三）可再生能源应用方案

在需要多方面考量的油气管道工程项目中，其中引入可再生能源这一举措，不仅有助于减少对于传统能源过度依赖的状况，而且还能够实现对于碳排放的减少。就像可以利用太阳能及风能这两种能源形式为油气管道上的压缩机还有泵站等设施来提供电力供应。通过如此方式便能够有效减少化石燃料在实际使用过程中的使用量，进而达到降低运营成本以及碳排放数值的目的。具体而言，可以在油气管道沿线的空旷区域合理地进行光伏板的安装操作，以便能够充分利用当地充足的太阳能资源来为相关设施提供稳定的电力支持。当然，风力发电同样也是一个值得考虑的理想选择，特别是在风力资源较为丰富的特定地区，其优势更为明显。通过采用可再生能源的做法，油气管道设施不仅能够实现能源使用可持续性的有效提高，而且还能够以更好的状态去响应全球碳减排的需求。除此之外，余热回收技术若能得以恰当应用。从某种角度来说也为提高能源利用效率提供了可能性的方式，尤其是在长输油气管道的高压区域位置，利用在输送过程中产生的余热来驱动其他相关系统，由此进一步提升系统的整体能效。

结论:

本研究基于生命周期评价方法，系统分析了油气管道工程在设计、施工和运行阶段的能源消耗现状，并提出了节能技术应用、管理策略优化以及可再生能源引入的具体措施。研究表明，施工和运行阶段是能源消耗的关键环节，且优化措施可显著降低能耗和碳排放。未来，随着数字化、智能化和可再生能源技术的进一步发展，油气管道的能源管理将更加高效，助力实现绿色低碳的可持续发展目标。

参考文献：

[1]熊国芳,姚禹璠.基于生命周期评价理论的电商企业物流绿色包装应用研究——以苏宁易购为例[J].企业改革与管理,2022,(08):66-68

[2]李通.环保节能角度下的油气储运的安全管理解析[J].石化技术,2020,27(05):371-372.

作者简介：周俊池，男，1991 年 3 月，汉，重庆长寿，学士，工程师，油气田开发