CCUS项目对构建“绿色、韧性”能源体系意义重大
——专访集团公司高级专家兼胜利油田CCUS项目部经理陈军
2022-11-22王一冰
□ 本刊记者 王一冰 于 佳
“中国石化CCUS技术在五个维度取得重要成果”
本刊记者:全球范围来看,我国CCUS技术处在什么水平?中国石化在这方面的作为有哪些突破?
陈军:随着我国首个百万吨级CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)项目——中国石化所属齐鲁石化-胜利油田CCUS项目全面建成投产,我国实现“双碳”目标的步伐向前迈进了一大步。
从当前技术发展来看,我国CCUS技术已经具备了大规模应用到各行业的技术可行性。碳捕集方面,已形成针对不同浓度排放源的捕集技术,技术成熟度快速提高、能耗成本逐渐下降,在煤电、石化、水泥及钢铁等行业开展了大量示范应用。驱油利用方面,是目前最为经济可行的大规模的利用和埋存方式,技术已经较为成熟。碳封存方面,开展了百万吨级咸水层埋存示范。碳利用方面,化工利用和生物利用新技术不断涌现。可以预见,随着CCUS技术快速发展和“双碳”目标的驱动,CCUS迎来新的快速发展阶段。
中国石化主要从捕集、输送、利用、封存和安全性五个维度开展系统性研究,取得了系列重要成果:一是形成针对燃煤电厂、炼化厂及高碳天然气三种主要排放源捕集技术,并进行了示范应用,技术水平与国际同步,具备了良好的应用前景。二是形成了高压长距离管道输送技术,目前在华东油气分公司、胜利油田已建成近百公里的二氧化碳输送管道。三是形成了低渗透、高含水油藏驱油、封存技术体系,并建立了碳封存潜力评价及减碳核查、全生命周期安全评价技术。四是形成二氧化碳矿化转化技术,具有多种应用场景,既可以对固废处理利用,也可以进行特殊资源提取,在实现碳减排的同时,实现固废资源化利用和高值化产品生产。
夜幕降临,在齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目装车现场,一辆辆载满二氧化碳的车辆正陆续出厂运往胜利油田。曹业琦 摄
总体来看,我国CCUS技术正处于工业化示范阶段,与国际整体发展水平相当,但部分关键技术仍落后于国际先进水平,不同地区的陆上封存潜力差异较大。在捕集技术上,比较成熟的化学吸收法,存在能耗高、成本高的问题;在封存技术上,国外已开展了大量的咸水层封存示范,国内仅开展了十万吨级咸水层封存示范;在驱油利用上,还需要开展陆相油藏提高增油效果及“驱油埋存一体化”优化研究,以实现驱油和埋存双赢,形成有效的产业化规模化经济利用,助力我国“双碳”目标实现。
“中国石化在推进CCUS产业化、规模化发展方面,有一些先天优势”
本刊记者:我国CCUS在产业化、规模化发展方面有哪些挑战?中国石化在这方面有何优势?
陈军:推动我国CCUS产业化、规模化发展还面临以下挑战:一是成本相对较高。现有技术条件下,安装碳捕集装置,将产生额外的资本投入和运行维护成本等。二是技术尚不完全配套。三是安全环保要求高。四是缺乏完善的政策支持。
中国石化在推进CCUS产业化、规模化发展方面有一些先天优势。
一是上游油气行业的含油气盆地驱油增油和咸水层封存具有大的潜力。初步评价,中国石化适宜二氧化碳驱油的石油地质储量可观,发展CCUS产业前景广阔,近中期以驱油封存为主、中长期将规模进行咸水层封存。
二是中游炼化板块拥有丰富的二氧化碳气源。2020年,中国石化温室气体排放总量化工板块占到80%,将低成本化工企业捕集的二氧化碳运输到油田进行驱油利用与封存,可以实现产业链上下游的优势互补。
三是拥有部分世界先进的CCUS技术系列。中国石化在20世纪90年代就开始展开CCUS研究与示范研究,发展形成了CCUS技术系列。部分捕集技术国内领先世界先进,低分压二氧化碳捕集技术在我国16个省市50余套装置获得成功应用。攻克驱油与封存关键技术难题,创新提出二氧化碳高压混相驱、驱吐协同等开发模式,有效解决特低渗透油藏“油井采不出”难题,实现了封闭小断块油藏有效开发。攻关形成全流程低成本工艺技术系列,研究制定CCUS潜力评价方法,建立了中国石化源汇数据库。
四是中国石化油田企业多位于国内经济发达区域,可为区域减排提供广阔的应用场所。以胜利油田为例,东部工区分布在山东省8地市28个县区,作为京津冀经济圈周边最大的陆上油田,地处炼化产业聚集区,周边二氧化碳资源丰富,二氧化碳源汇匹配优势明显。
“中国石化CCUS示范项目将极大助力绿色低碳发展”
本刊记者:中国石化CCUS发展下一步有何新动向?对我们实现绿色低碳发展将产生什么影响?
陈军:“十四五”时期,在齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS全产业链示范工程全面投产的基础上,中国石化将依托胜利发电厂、南化公司等企业产生的二氧化碳,力争在所属胜利油田、华东油气田、江苏油田等再建设2个百万吨级CCUS示范基地,实现CCUS产业化发展,为我国实现碳达峰碳中和目标开辟更广阔的前景。
预计到2050年,化石能源仍将扮演重要角色,占我国能源消费比例约为10%-15%,CCUS技术可实现化石能源大规模低碳化利用,推动我国能源结构转型,助力构建绿色低碳、富有韧性的能源体系。同时,从环境挑战、政策背景到经济需求来看,CCUS技术将为诸多企业带来机遇与挑战。
CCUS项目对中国石化自身的发展也具有十分重要的意义:
一是助力企业有力保障国家能源安全。据研究,我国适合二氧化碳驱油的地质储量接近200亿吨,可以增加原油产量超过20亿吨,埋存二氧化碳超过100亿吨,其中,中国石化所属油田企业适宜二氧化碳驱油的石油地质储量可观,加快推进CCUS产业发展将会对保障国家能源安全提供技术支撑。
二是直接减少二氧化碳排放。按齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS计算,可每年减排二氧化碳100万吨,相当于植树近900万棵、近60万辆经济型轿车停开一年。
三是推动化石能源行业向绿色低碳转型。CCUS作为实现“双碳”目标必不可少的技术路径,减排潜力巨大,工业利用前景广阔。研究表明,我国未来有10亿吨碳排放量要依靠CCUS技术来实现中和,可有力推进化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化。