“双碳”背景下石化企业的CCUS发展之路

钱洋慧

(中国石化华东石油局江苏华扬液碳有限责任公司，江苏 泰州 225411)

改革开放以来，我国经济社会持续快速发展，经济实力、科技实力、综合国力不断迈上新台阶，人民生活水平显著提高。在经济社会快速发展的同时，我国加快推进绿色低碳转型、积极参与全球气候治理，取得了显著成效，但我国产业结构、能源结构转型任务仍任重道远[1]。

展望未来，中国经济正在从高速发展向高质量发展转换，同时，习近平主席于2020年9月22日对全世界做出了“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的承诺。其中，CCUS 作为唯一能够低碳利用化石能源、实现负排放效果的技术，具有整体减缓成本以及实现温室气体减排灵活性的潜力，受到了越来越多的关注[2-3]。碳中和情景下，预计2060年我国 CCUS捕集量可达约16亿吨，2070年全球要实现近零排放CCUS技术累计贡献约15%的减排量。石化行业作为碳排放大户，在实现“双碳”目标上更是任重道远[4]。因此，需鼓励和支持开展石化行业CCUS技术示范试点，为实现绿色低碳环保发展、保障国家能源安全提供技术支撑，也为实现大规模CCUS工程提供示范引领作用。

1 积极开展行动，把握行业减排契机

近年来，中国石化积极践行绿色低碳发展，持续开展碳减排技术研发和示范应用，在CCUS方面进行了多方面的探索研究和应用[5-6]。

表1 中石化企业CCUS情况统计Table 1 CCUS statistics of Sinopec companies

续表1

1.1 推动CCUS项目试点示范，坚持整体推进与示范引领相衔接

其中，华东油气分公司根据转型战略要求，本着“先试先行、以点带面、逐步推开”的原则，利用自身专业技术优势，开始着手实施工业废气中碳资源的跨界整合与环保应用项目试验。目前，已建成长三角地区首个10万吨CCUS效益开发示范基地，形成包含化工尾气回收、输送、压注、采油、采出气回收的全产业链CO2零排放循环利用工艺技术，年回收10万吨工业尾气，实现了驱油与碳封存一体化，是国内唯一拥有CCUS-EOR全流程一体化技术并实践的企业，也是长三角地区唯一效益开发CCUS-EOR项目的企业。

中石化华东油气分公司的勘探开发区块位于东北部的苏北-南黄海盆地，该沉积盆地为长三角区域的二氧化碳排放提供了一个深部咸水层和油气田的大型地质封存地点，其中真武、花庄、帅垛、草舍和海安五个油田为区域的 CCUS 的大规模捕集提供封存场所。中石化华东油气分公司依托上述油田，开展先导试验，建成驱油示范基地，目前已经实施的驱/吐开发单元，覆盖了低渗、中高渗、稠油及高含水油藏；日注气460 t，日产油167 t。油藏累计注气96.13×104t，累计增油25.15×104t，提高了油田原油的采收率，实现了二氧化碳的自然封存。

图1 CO2循环利用流程图Fig.1 CO2recycling flow chart

图2 撬装式尾气回收装置现场图Fig.2 Site diagram of skid-mounted exhaust gas recovery device

该项目不仅提高了油田企业的三次采油效率，有效实现了对工业废气中碳资源的跨界整合和环保应用，也为上中游绿色低碳一体化发展起到了示范和引领作用，形成了可复制、可推广的经验，能发挥试点引领作用，可全面推动长三角地区碳达峰、碳中和工作落实落地。

图3 CO2压注现场图Fig.3 CO2injection site diagram

1.2 科技创新为低碳发展提供核心驱动力

技术创新是发展高科技、实现产业化的重要前提。CCUS产业是一个复杂的过程，涉及二氧化碳的捕获、运输、封存、利用四个环节，有着较长的产业链，资金需求量较大，限制了CCUS的大规模应用[8]。华东油气田立足自身产业特色，通过系列技术革新，助力CCUS的规模化发展。

在回收工艺方面，在天然CO2净化提纯工艺基础上，通过尾气捕集技术的撬块化、自动化、安全化革新，实现了高纯度CO2尾气的回收。在CO2运输方面，具备车、船等传统运输方式，少量CO2长输管道运输，并储备干冰固相运输技术。在CO2注入工艺方面，为提升驱油压注效率，降低压注成本，华东油气田结合压注过程中存在的问题，完成了全自动撬装压注装置的设计与应用以及二氧化碳储罐的改进，在降低用工成本、提升安全性能的同时，实现了驱油压注现场的智能化管理。在驱油压注过程中不断改革创新，形成了快速搬迁安、不动管杆套管反注、二氧化碳全相态驱油压注技术和油田穿透气回收技术，丰富了二氧化碳驱油技术工艺管理体系，为推动CCUS规模化发展提供了有利的技术支撑。

在采油工艺方面，拥有集举升工艺、油套防护、集输优化和井控措施为一体的安全高效采油工艺。此外，还拥有固定式、撬装式CO2产出气回收装置，循环利用油井产出气，实现了CO2的近零排放。

1.3 转变运营模式顺应绿色低碳发展要求

为助力国家“碳达峰、碳中和”，实现长三角地区绿色低碳环保发展、保障国家能源安全提供技术支撑，也为其它区域CCUS工程提供示范引领作用，华东油气分公司立足自身产业特色，转变发展理念，跳出传统市场，聚焦工业二氧化碳减排和油田二氧化碳驱油需求，加快能源转型，提出了跨界整合二氧化碳资源，建设“工业二氧化碳尾气回收+油田二氧化碳驱油+二氧化碳穿透气循环利用”一体化工程，推动企业转型升级的思路。并充分发挥科技在提质增效上的引领作用，以技术革新形成新的工艺技术，以革新工艺技术拓展尾气捕集市场和驱油市场，以市场收益进一步革新技术，再服务于市场，形成新的循环运转模式，超前部署CCUS，实现碳资产整合一体化运营，着力打造长三角地区CCUS示范基地，为二氧化碳环保应用以及建设CCUS示范基地提供技术和人才支撑。

2 启示与“十四五”建议

2.1 统筹部署CCUS 技术发展，开展大规模 CCUS示范与产业化集群建设

2.1.1 突出科技信息支撑引领，加快CCUS关键技术开发

一是针对碳捕集、分离、运输、利用、封存及监测等各个环节开展核心技术攻关，实现低成本捕集技术和新型利用技术商业化应用及推广，开展二氧化碳地质封存潜力评估，建立一个全面综合的CO2封存评价体系和高精度低成本CO2封存监测体系。二是建立政产学研一体化平台。明确设施产业链的分工和共享，将政产学研在CCUS设施中的“顶梁柱”和“智囊团”作用具体化，建立政府、企业、高校和科研单位有效的合作共享机制，解决CCUS现存技术问题。

2.1.2 出台鼓励和补贴政策，探索市场化激励机制

一是建议探索制定适合我国的CCUS 税收优惠和补贴激励政策，形成投融资增加和成本降低的良性循环，克服 CCUS 投资与运行成本高的障碍。二是探索市场化激励政策，引进社会资本，推进 CCUS 纳入中国碳排放权交易体系等。三是制定 CCUS 行业规范、制度法规，不断完善输送管道的设计及安全标准，分类制定二氧化碳利用或封存的评价标准[9]。

2.1.3 规划布局基础设施建设，促进CCUS产业集群建设

一是加强基础设施建设，包括建设二氧化碳运输管道等，降低 CCUS 运营商的成本，优化设施管理模式，建立合作共享机制，不断形成新的 CCUS 产业促进中心，推动 CCUS 技术与不同碳排放领域与行业的耦合集成，促进 CCUS 产业集群建设。二是加强源汇匹配调研，针对CCUS全链条技术单元之间的兼容性与集成优化，注重与已有资源整合，把握电厂 CCUS 产业发展的最佳窗口期，在电力行业超前部署新一代低成本、低能耗CCUS 技术示范逐步升级完善现有设施。

2.2 着力提升碳资产管理能力，主动参与碳排放权交易市场

2.2.1 引入自愿减排交易，推进CCUS商业化进程

自愿减排交易的引入可以提供 CCUS项目在 CO2控排企业中的推广，并且通过将 CCUS 与 CO2控排企业结合，可使项目整体 CO2排放量降低，切实提升CCUS 项目的收益价值、增加系统经济效益，有利于推进CCUS大规模推广和商业化进程[10]，但目前CCUS开发CCER项目尚未有方法学的支撑，因此要加快开发CCUS方法学，为推动 CCUS 项目在长三角进行大规模部署提供支持。

2.2.2 积极参与碳市场，提升碳资产价值

碳市场和碳金融将成为助力碳中和发展目标的重要政策工具。我们需要进一步从区域层面上去把握碳市场发展的机遇，探索建立区域统一的碳市场和自愿减排市场。低碳时代的到来，企业也必须用低碳思维来重新考虑企业的发展和生存问题，并将碳中和摆在企业战略的突出位置，评估碳中和对企业运营的实质性影响，着手制定详细的低碳转型路线图，强化对碳资产的管理意识以及碳市场的把握能力，积极参与碳交易市场，为企业获取更多碳收益。

3 结 语

CCUS 作为唯一能够低碳利用化石能源、实现负排放效果的技术，是实现碳中和愿景的重要一步。目前 CCUS 各环节主要技术发展迅速，多种新技术类型不断涌现。石化企业可充分利用自身优势，发挥CCUS试点的示范引领作用，统筹部署 CCUS 技术发展，并加快推进 CCUS全产业链示范项目建设，在全国率先实现行业碳中和。