廣東：海上二氧化碳實現首次封存、首次回收

地下巖層深處，不但有珍貴的油氣資源，也有二氧化碳等溫室氣體。近年來，在海洋油氣鉆探過程中，如何通過技術手段捕獲伴生的二氧化碳，將其封存在海底乃至加以利用，對于減少大氣中的二氧化碳排放濃度，實現“雙碳”目標有著重要意義，很多企業也從多種途徑開展了有益探索。

有效處理處置" 助力“雙碳”目標

研究表明，即便充分利用替代能源和生態系統吸收，我國碳達峰后每年仍有數億噸的二氧化碳負排放缺口。在這種情況下，利用技術手段進行碳捕集、利用與封存至關重要，

二氧化碳捕集、利用與封存技術，英文名稱為Carbon Capture Utilization and Storage，簡稱CCUS。該項技術旨在從工業生產、能源利用或大氣中分離出二氧化碳，并通過利用或注入地層的方式實現永久減排。這被公認為是當前促進減碳、全球應對氣候變化和實現碳中和目標的重要措施和技術手段之一。

CCUS技術主要包括二氧化碳捕集、運輸、利用和封存四個主要環節。捕集環節主要利用化學吸收、物理吸附、膜分離等方法從排放源中分離出二氧化碳；運輸環節通過管道、船舶等方式將捕集的二氧化碳運輸到指定地點；利用環節將二氧化碳轉化為有價值的化學品或用于強化石油開采等；封存環節則是通過一定技術手段將捕集的二氧化碳注入深部地質儲層，使其與大氣長期隔絕，封存方式主要包括地質封存和海洋封存。

目前，CCUS技術已廣泛應用于多個領域，例如在煤炭、石油、天然氣等化石能源的生產、消費過程中以及在鋼鐵、水泥等高能耗、高排放行業的生產過程中有效減少二氧化碳排放；捕集回的二氧化碳在農業中可用作植物生長促進劑，在食品工業中可用于碳酸飲料制造等。

據專家介紹，目前CCUS項目多集中在石油開采行業，主要原因就是其不但能實現碳封存，還有助于強化石油開采。

“在很多人的想象中，石油在地下就像一條河流或者一片湖泊，但其實大部分石油都藏在巖石的孔隙和縫隙中。想要把石油開采出來，一般需要靠水來驅動。而一些低滲、特低滲的油藏，巖石像鐵板一塊，水根本沒有辦法進入。”石油專家介紹。

正如搖晃碳酸飲料瓶后再打開瓶蓋，會有大量液體噴出，二氧化碳也是優良的驅油介質。相比于水，它有更強的擴散性和溶解膨脹石油的作用，更容易進入到低滲巖芯的孔隙中。將液態二氧化碳注入油層后，不但可以增加原油流動性，還能讓原本躲藏在巖層縫隙中的原油“現身”，從而提高石油采收率。

首次海上封存" 填補技術空白

二氧化碳注入是一種常見的海上碳封存方式，也是國際公認的有效促進碳減排的重要措施。具體來講，海上碳封存就是通過工程技術手段，把捕集到的二氧化碳直接注入至地下800米到3500米深度范圍內的陸上或海底咸水層。

目前多數業界學者認為，將二氧化碳注入海洋的深度越大，封存效果越好。注入至3000米以上深度的海洋中，則70%以上二氧化碳的保存時間超過500年，甚至可達上千年。

2023年6月，在珠江口盆地，我國首個海上碳封存示范工程正式投用。這標志著我國初步形成海上二氧化碳注入、封存和監測的全套鉆完井技術和裝備體系，填補了我國海上二氧化碳封存技術的空白。

這一海上碳封存示范項目位于廣東恩平15-1平臺，這也是目前亞洲甲板面積最大、組塊重量最重、設備最多、功能最齊全的海上石油生產平臺。碳封存工程啟動后，每天大約有12萬立方米的二氧化碳在這里封存到海底，這些氣體可以充裝近6萬瓶二氧化碳滅火器。

據專家介紹，首個項目選定在恩平15-1油田的原因，是因為該油田是我國南海東部首個高含二氧化碳氣頂油藏。

通常，在海洋油氣鉆探開發過程中，伴生氣是不可避免的，而二氧化碳就是伴生氣的重要組分。不過在大多數情況下，伴生氣中的二氧化碳含量只有20%—30%，但恩平15-1油田伴生氣中的二氧化碳含量超過了95%，顯著超出了常規數值。

“據測算，恩平15-1平臺產生的二氧化碳總量將超過150萬噸。如此大量的二氧化碳隨原油共同開采出來，不僅會腐蝕海上平臺設施和海底管線，還將增加我國二氧化碳排放量。因此，為這些二氧化碳找一個可靠的‘歸宿’很有必要。”

據中國海油深圳分公司相關負責人介紹，該項目攻克一系列難題，創新應用了7項國內首創技術，自主研發制造出我國首套海上二氧化碳封存裝置，并自主設計實施了我國首口海上二氧化碳回注井，實現了二氧化碳的零排放。

“項目預計高峰年可封存二氧化碳30萬噸，累計封存二氧化碳近150萬噸，減排量相當于植樹近1400萬棵或停開近100萬輛轎車。工程的成功投用為整個粵港澳大灣區提供了快速降碳的可行方案。”

首個回收項目" 達到國際標準

2024年8月，在位于廣東珠海的亞洲最大天然氣陸岸處理終端高欄終端，華南地區首個海上二氧化碳回收利用項目投產。作為“美麗中國”珠海實踐重點項目之一，此次項目同樣由中海石油深海開發有限公司建設。

這一項目建成年產能20萬噸的二氧化碳生產裝置，采用物理、化學工藝處理二氧化碳，新建1套生產單元、2座儲存球罐和1套裝車外輸單元。項目可回收離岸240至260公里白云氣田群7個氣田產出天然氣中的二氧化碳，經過去雜、提純、增壓等流程，最終制造成-19℃、2.1MPa的液態二氧化碳產品。

最終，這些二氧化碳產品會通過槽車外輸，銷售給其他用戶工廠，用于工業生產或進一步將其加工成滅火器、制冷劑、干冰等產品，實現減少碳排放和提高經濟效益雙豐收。

按照國家標準，食品級二氧化碳的純度要達到99.9%以上。通過完善的運維管理體系和逐步深入的調試，高欄終端生產的二氧化碳產品純度超過99.98%，已經高于國家標準，達到國際級標準。

為保障項目高效開展以及進一步降本提質增效，項目團隊前期多次進行實地調研、專題研究、工藝比選等工作，并充分依托原有設備及工藝系統進行設計，大幅減少改造工程量，實現關鍵設備國產化。

考慮到新增項目會相應增加能耗，項目工程在設計時秉著綠色環保、節能減排、高效運行的原則，開展了一系列的優化。例如裝置采用多級換熱多段回收，最大限度回收脫烴塔出口凈化氣熱量，只需微補熱量即可保障裝置正常運行。二氧化碳壓縮機改為變頻電機驅動，降低電能損耗，減少碳排放。新建的循環水系統采用節能型冷卻塔，每年可節省電量33萬千瓦時，與傳統機電冷卻塔相比可節水量40%。

“項目依托原有設備，加上我們預留了生產用地，降本提質增效非常明顯。”中海石油深海開發有限公司白云天然氣作業公司高欄終端總監張伍介紹說，雖然二氧化碳回收利用技術已經很成熟，但是氣源組分不同，整個回收利用的組成裝備也不一樣。我們的天然氣高濕、高硫、高烴，整個工程包的組成、參數、技術等，都要跟著改變，這也是對二氧化碳回收利用體系的一次技術提升、一次嶄新嘗試。

據中海石油深海開發有限公司高欄終端總監賀啟昌介紹，這也是中國海油首個依托生產設施建設的二氧化碳回收利用項目，在終端原有脫碳設備的基礎上，根據海上天然氣高濕、高硫等特點自主設計研發成套生產裝置，進一步完善了我國海上二氧化碳回收利用裝備技術體系，平均每年可減少二氧化碳排放約18萬噸。

“近年來，中海石油深海開發有限公司積極服務粵港澳大灣區國家重點戰略，持續打造管理現代化的綠色能源生產基地，天然氣年產量連年保持在60億方以上，累計供應天然氣超680億方，占廣東省天然氣歷年消費總量的1/5，低碳、安全、高效的清潔能源惠及粵港澳大灣區10個城市100余家企業和8000多萬人口。”