ENVIRONMENT AND TECHNOLOGIES

Contribution of energy management automation at compressor stations to the reduction of greenhouse gas and local pollutant emissions in gas transport regions

Authors

  • Alexander V. Rogatkin SERK, 121059, Moscow, Berezhkovskaya nab., 16

How to cite

GOST Rogatkin A. V. Contribution of energy management automation at compressor stations to the reduction of greenhouse gas and local pollutant emissions in gas transport regions // Environmental Management Issues. 2025. Vol. 4. No. 7. P. 41-51. DOI: 10.25726/a6798-4265-8570-b
APA Rogatkin, A. V. (2025). Contribution of energy management automation at compressor stations to the reduction of greenhouse gas and local pollutant emissions in gas transport regions. Environmental Management Issues, 4(7), 41-51. https://doi.org/10.25726/a6798-4265-8570-b

Abstract

The article assesses the contribution of energy management automation at compressor stations (CS) to the reduction of greenhouse gas and local pollutant emissions, as well as to the decrease in specific fuel gas consumption, considering the transition from dispatch control to integrated automated energy management systems as a decarbonization practice for gas transportation infrastructure. The empirical base includes ten years of operation data from twelve compressor stations in Western Siberia (five years before and five years after implementation), stratified by types of gas pumping units; data sources include SCADA/on-board system archives, commercial fuel accounting, and instrumental emissions monitoring. The methodology applies normalization by specific metrics (m³ of fuel per thousand kWh and g per 1000 m³ of transported gas), correlation-regression analysis, paired t-tests, and emission modeling: CO₂—stoichiometrically, NOx—based on combustion mode characteristics, CH₄—by startup/shutdown and venting profiles considering meteorological factors; uncertainty was estimated using the bootstrap approach. Implementation of automated energy management (load distribution optimization, combustion stabilization, reduction in startup/shutdown frequency, integration of variable-frequency drives and model predictive control) led to an average reduction in specific fuel consumption by 6.87%, accompanied by decreases in CO₂ emissions by 6.95%, NOx by 11.43%, and CH₄ by 24.84%; the number of transient operations and ventings dropped by more than 40%. Economically, this corresponds to an average annual saving of about 12.87 million m³ of fuel gas per CS, a net effect of approximately 63 million rubles per year, and an average payback period of 3.4 years, while simultaneously reducing specific emissions per unit of transported volume. The discussion identifies key effect mechanisms (algorithmic mode smoothing, prevention of temperature peaks, synchronization of units) and study limitations (fleet heterogeneity, incompleteness of continuous measurements, meteorological confounding), and confirms the robustness of results for mixed fleets. It is concluded that energy management automation is a highly cost-effective measure for decarbonization and local risk reduction, forming the basis for further integration of digital twins, predictive maintenance, and intelligent mode planning in gas transportation regions.

Keywords

energy management automation compressor stations emission reduction specific fuel consumption predictive analytics

References

Борисов А.Ю., Чекардовский С.М. Развитие методов анализа энергоэффективности основного оборудования газокомпрессорных станций // Нефтегазовый терминал. Сборник научных статей памяти профессора Н. А. Малюшина. Тюмень, 2015. С. 24-25.

Бывшев Д.В., Аннушкин С.Л., Волков И.А., Маркушев В.М., Бузинов Р.А. Комплексное решение для систем АСУ энергоснабжения газокомпрессорных станций // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015. № 5. С. 15-22.

Гусева Т.В., Сердюкова Т.В. Развитие систем менеджмента и сокращение выбросов парниковых газов предприятиями теплоэлектроэнергетики // Менеджмент в России и за рубежом. 2007. № 1. С. 60-71.

Данилов А.А. Автоматизированные газораспределительные станции : справочник. Санкт-Петербург, 2004. 34 с.

Землянский Е.О., Шакиров Э.Ф. Пути повышения энергоэффективности работы компрессорных станций газоперерабатывающих предприятий // Нефть и газ: технологии и инновации. Материалы Национальной научно-практической конференции. 2019. С. 128-131.

Иванов Э.С. Обеспечение эффективности работы компрессорных станций в условиях сниженной загрузки магистральных газопроводов : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа, 2016. 24 с.

Игнатченко О.А., Игнатченко Д.А., Аракелян А.Г. Сокращение выбросов природного газа в атмосферу на компрессорных станциях за счет модернизации пунктов редуцирования топливного газа // Актуальные проблемы нефти и газа. Сборник трудов VI Всероссийской молодежной научной конференции. Москва, 2023. С. 263-267.

Коротков В.Н., Романовская А.А., Карелин Д.В., Курганова И.Н., Сирин А.А., Корзухин М.Д., Лопес де Гереню В.О., Голубятников Л.Л., Глаголев М.В., Попов И.О., Трунов А.А., Вертянкина В.Ю., Полумиева П.Д., Бердин В.Х., Юлкин Г.М., Посысаев Ю.Ю., Каримова Д.Б., Сконечный М.С. Оценка потоков парниковых газов в экосистемах регионов Российской Федерации // Оценка потоков парниковых газов в экосистемах регионов Российской Федерации. Москва, 2023. С. 47-323.

Кувакина А.О. Проблема эффективности охлаждения газа на компрессорных станциях, эксплуатируемых в южных регионах // СЕВЕРГЕОЭКОТЕХ-2021. Доклады XXII Международной молодежной научной конференции. Ухта, 2021. С. 372-376.

Микаэлян Э.А. Эксплуатация газотурбинных газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций газопроводов. Москва, 1994. 60 с.

Молчанова Р.А., Теляшева Г.Д., Насыров М.Р. Использование энергии избыточного давления газа на газораспределительных станциях // Трубопроводный транспорт - 2008. Материалы IV Международной учебно-научно-практической конференции. 2008. С. 228-229.

Овчинников Е.С. Производство водорода на газораспределительных станциях в северных регионах // Человек в Арктике. Материалы I Международной междисциплинарной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2022. С. 131-140.

Охрана атмосферного воздуха при проектировании компрессорных станций и линейной части магистральных газопроводов : Р Газпром 2-1.19-542-2011. Москва, 2012. 72 с.

Пазушкин П.Б., Золин Д.В. Сравнение датчиков избыточного давления для автоматизированного учета газа на газораспределительных станциях магистрального газопровода // Энергоэффективные технологии в строительстве, энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве. Сборник научных трудов II научно-технической конференции студентов и аспирантов с международным участием. Ульяновск, 2022. С. 46-50.

Петров С.П. Повышение надежности и экономичности электроснабжения компрессорных станций газотранспортных систем : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург, 2012. 22 с.

Issue

Section

ENVIRONMENT AND TECHNOLOGIES
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.