□ 本刊記者 王一冰 于 佳

本刊記者:全球范圍來看,我國CCUS技術處在什么水平?中國石化在這方面的作為有哪些突破?
陳軍:隨著我國首個百萬噸級CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)項目——中國石化所屬齊魯石化-勝利油田CCUS項目全面建成投產,我國實現“雙碳”目標的步伐向前邁進了一大步。
從當前技術發展來看,我國CCUS技術已經具備了大規模應用到各行業的技術可行性。碳捕集方面,已形成針對不同濃度排放源的捕集技術,技術成熟度快速提高、能耗成本逐漸下降,在煤電、石化、水泥及鋼鐵等行業開展了大量示范應用。驅油利用方面,是目前最為經濟可行的大規模的利用和埋存方式,技術已經較為成熟。碳封存方面,開展了百萬噸級咸水層埋存示范。碳利用方面,化工利用和生物利用新技術不斷涌現。可以預見,隨著CCUS技術快速發展和“雙碳”目標的驅動,CCUS迎來新的快速發展階段。
中國石化主要從捕集、輸送、利用、封存和安全性五個維度開展系統性研究,取得了系列重要成果:一是形成針對燃煤電廠、煉化廠及高碳天然氣三種主要排放源捕集技術,并進行了示范應用,技術水平與國際同步,具備了良好的應用前景。二是形成了高壓長距離管道輸送技術,目前在華東油氣分公司、勝利油田已建成近百公里的二氧化碳輸送管道。三是形成了低滲透、高含水油藏驅油、封存技術體系,并建立了碳封存潛力評價及減碳核查、全生命周期安全評價技術。四是形成二氧化碳礦化轉化技術,具有多種應用場景,既可以對固廢處理利用,也可以進行特殊資源提取,在實現碳減排的同時,實現固廢資源化利用和高值化產品生產。

夜幕降臨,在齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目裝車現場,一輛輛載滿二氧化碳的車輛正陸續出廠運往勝利油田。曹業琦 攝
總體來看,我國CCUS技術正處于工業化示范階段,與國際整體發展水平相當,但部分關鍵技術仍落后于國際先進水平,不同地區的陸上封存潛力差異較大。在捕集技術上,比較成熟的化學吸收法,存在能耗高、成本高的問題;在封存技術上,國外已開展了大量的咸水層封存示范,國內僅開展了十萬噸級咸水層封存示范;在驅油利用上,還需要開展陸相油藏提高增油效果及“驅油埋存一體化”優化研究,以實現驅油和埋存雙贏,形成有效的產業化規模化經濟利用,助力我國“雙碳”目標實現。
本刊記者:我國CCUS在產業化、規模化發展方面有哪些挑戰?中國石化在這方面有何優勢?
陳軍:推動我國CCUS產業化、規模化發展還面臨以下挑戰:一是成本相對較高。現有技術條件下,安裝碳捕集裝置,將產生額外的資本投入和運行維護成本等。二是技術尚不完全配套。三是安全環保要求高。四是缺乏完善的政策支持。
中國石化在推進CCUS產業化、規模化發展方面有一些先天優勢。
一是上游油氣行業的含油氣盆地驅油增油和咸水層封存具有大的潛力。初步評價,中國石化適宜二氧化碳驅油的石油地質儲量可觀,發展CCUS產業前景廣闊,近中期以驅油封存為主、中長期將規模進行咸水層封存。
二是中游煉化板塊擁有豐富的二氧化碳氣源。2020年,中國石化溫室氣體排放總量化工板塊占到80%,將低成本化工企業捕集的二氧化碳運輸到油田進行驅油利用與封存,可以實現產業鏈上下游的優勢互補。
三是擁有部分世界先進的CCUS技術系列。中國石化在20世紀90年代就開始展開CCUS研究與示范研究,發展形成了CCUS技術系列。部分捕集技術國內領先世界先進,低分壓二氧化碳捕集技術在我國16個省市50余套裝置獲得成功應用。攻克驅油與封存關鍵技術難題,創新提出二氧化碳高壓混相驅、驅吐協同等開發模式,有效解決特低滲透油藏“油井采不出”難題,實現了封閉小斷塊油藏有效開發。攻關形成全流程低成本工藝技術系列,研究制定CCUS潛力評價方法,建立了中國石化源匯數據庫。
四是中國石化油田企業多位于國內經濟發達區域,可為區域減排提供廣闊的應用場所。以勝利油田為例,東部工區分布在山東省8地市28個縣區,作為京津冀經濟圈周邊最大的陸上油田,地處煉化產業聚集區,周邊二氧化碳資源豐富,二氧化碳源匯匹配優勢明顯。
本刊記者:中國石化CCUS發展下一步有何新動向?對我們實現綠色低碳發展將產生什么影響?
陳軍:“十四五”時期,在齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS全產業鏈示范工程全面投產的基礎上,中國石化將依托勝利發電廠、南化公司等企業產生的二氧化碳,力爭在所屬勝利油田、華東油氣田、江蘇油田等再建設2個百萬噸級CCUS示范基地,實現CCUS產業化發展,為我國實現碳達峰碳中和目標開辟更廣闊的前景。
預計到2050年,化石能源仍將扮演重要角色,占我國能源消費比例約為10%-15%,CCUS技術可實現化石能源大規模低碳化利用,推動我國能源結構轉型,助力構建綠色低碳、富有韌性的能源體系。同時,從環境挑戰、政策背景到經濟需求來看,CCUS技術將為諸多企業帶來機遇與挑戰。
CCUS項目對中國石化自身的發展也具有十分重要的意義:
一是助力企業有力保障國家能源安全。據研究,我國適合二氧化碳驅油的地質儲量接近200億噸,可以增加原油產量超過20億噸,埋存二氧化碳超過100億噸,其中,中國石化所屬油田企業適宜二氧化碳驅油的石油地質儲量可觀,加快推進CCUS產業發展將會對保障國家能源安全提供技術支撐。
二是直接減少二氧化碳排放。按齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS計算,可每年減排二氧化碳100萬噸,相當于植樹近900萬棵、近60萬輛經濟型轎車停開一年。
三是推動化石能源行業向綠色低碳轉型。CCUS作為實現“雙碳”目標必不可少的技術路徑,減排潛力巨大,工業利用前景廣闊。研究表明,我國未來有10億噸碳排放量要依靠CCUS技術來實現中和,可有力推進化石能源潔凈化、潔凈能源規模化、生產過程低碳化。