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“双碳”目标下的CCUS产业发展
□ 孟莹/整理
  新闻来源:石油商报 2023-03-29 16:50  

  为应对气候变化,CCUS/CCS作为一项关键的减缓气候变化技术的角色不断得到强化。论坛的主旨报告聚焦CCUS产业发展现状、存在的问题以及面临的挑战,提出了相关建议。本报摘取3位报告发言人部分发言内容以飨读者。

袁士义

  中国工程院院士

  中国石油集团咨询中心专家

  CCUS - EOR产业进入规模化发展阶段

  二氧化碳捕集、驱油与埋存(CCUS - EOR)是目前最为现实有效可行的二氧化碳减排技术,通过捕集—输运—驱油—埋存减排增效可形成潜力巨大的新型产业链价值链和产业集群,可有效支撑化石能源企业绿色低碳持续发展,为国家能源安全转型过渡和双碳目标实现作出重大贡献。

  发展CCUS/CCS技术意义重大

  控制碳排放已成为国际社会共识。二氧化碳过度排放导致气温不断升高,严重威胁人类生存,2015年《巴黎协定》确立了在21世纪末将全球平均温升控制在2摄氏度以内的长期目标,2021年联合国气候变化大会决议努力将气温上升控制在1.5摄氏度以内。

  碳达峰碳中和受到世界各国的空前关注,中国作出庄严承诺并积极行动:“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”。同时,国家已把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局,并积极推动实施。

  据IEA预测,如果2050年全球实现碳中和目标,通过调整能源结构、提高能源效率等碳减量方式,有望减碳263亿吨,还需通过 CCUS / CCS碳移除手段减碳76亿吨;如果2070年全球实现净零排放,需要 CCUS / CCS作为托底技术封存15%的二氧化碳排放量。

  根据中国CCUS年度报告(2021),CCUS/CCS是实现碳中和的托底系列技术,我国油气藏和深部咸水层等地质体所能提供的埋存二氧化碳空间完全可以满足碳中和需要的空间,根据我国二氧化碳源汇匹配情况,CCUS/CCS技术可提供的减排潜力基本可以满足需求,对于托底保障碳中和目标实现意义重大。其中, CCUS - EOR是最现实有效可行的减碳驱油技术,具有大幅度提高原油采收率、增加原油产量、埋存减排二氧化碳等多重功效。

  初步评价,全国约有140亿吨原油地质储量适合二氧化碳驱油,可提高采收率15%、增加可采储量21亿吨、封存二氧化碳约60亿吨,潜力巨大,可有效支撑化石能源低碳利用。

  以中国石油为例,从1960年代开始探索,中国石油先后牵头承担一批国家级CCUS - EOR重大科技攻关项目和示范工程建设,形成了较为完整的陆相油藏CCUS - EOR全产业链技术/标准系列,能够支撑CCUS - EOR全产业链发展的技术需求。

  目前,中国石油已在吉林油田建成了中国首个全流程安全零排放CCUS - EOR国家级示范工程,在长庆油田建成国内规模最大、标准最高的CCUS国家级示范工程。中国石油目前有10家油田已开展11项CCUS - EOR重大开发试验,累计注入二氧化碳超过550万吨,累计增油超过130万吨,占全国的70%以上。2022年注入二氧化碳达到110万吨以上,年增油达30万吨以上,已经迈入工业化示范和规模产业化发展阶段。

  CCUS - EOR产业化前景广阔

  在国家“双碳”目标有利政策推动下,我国CCUS - EOR产业将进入快速规模化发展阶段。预期2030年中国CCUS - EOR产业年注入二氧化碳规模将达3000万吨级,年产油规模将达1000万吨级,相当于新建了一个辽河油田,同时可消纳减排20余个大型炼化企业的年排放量;预期2050年驱油埋存(CCUS - EOR)和咸水层埋存(CCS)协同发展,预期年注入二氧化碳规模将达亿吨级,将对“碳中和”目标作出重大贡献,同时将形成数个千万吨级大型CCUS产业化基地和产业集群,预期经济规模将达万亿元级,发展前景十分广阔。

  我国油气层、咸水层埋藏二氧化碳空间巨大,具有资源优势;油气井多面广、地面设施完备,具有注入通道优势;形成较为完整的 CCUS-EOR 技术和标准体系;油田与周边二氧化碳气源具有良好的源汇匹配关系;适宜二氧化碳驱油埋存,发展前景广阔。应发挥石油企业资源、基础设施、技术先发、二氧化碳源汇匹配和上下游一体化协作等优势,可尽快形成新的增长型产业,为实现国家“双碳”目标和绿色发展作出实质性贡献。

  目前,我国 CCUS-EOR 矿场试验取得了重大突破,正处于工业化示范和规模产业应用阶段,但仍存在二氧化碳捕集/输送成本高、进一步提高驱油效率、长期安全埋存等问题,需要持续加大技术创新力度,特别是加快发展形成量大面广低浓度二氧化碳排放源,低成本捕集和大规模长距离管输技术、更大幅度提高石油采收率技术、大规模长期安全埋存二氧化碳技术,支撑和引领CCUS大规模有效应用。

  为此,应构建更高效的CCUS-EOR全产业链技术体系,贯通CCUS-EOR新兴产业链实现规模化发展,推进CCUS-EOR全产业链相关企业的协同发展。

  针对我国CCUS全产业链如何规模发展,提出3点建议:一是国家层面和相关企业尽快制订CCUS中长期产业化发展规划、科技支撑规划和实施计划,持续加强科技攻关,形成完善的技术标准体系和新兴碳产业,推动和引领全产业链规模有效快速发展。

  二是进一步完善相关政策体系和实施细则,特别是已出台各项政策之间的有效衔接、落地实施细则,国家统筹排放二氧化碳的有效利用、跨地区跨行业的碳权确定、收益分配等指导意见,支持碳驱油减排与低品位边际储量开发、CCUS全产业链发展等相关有利政策,提高企业规模化实施CCUS 的积极性和主动性。

  三是充分发挥石油企业油气田地下驱油埋存空间巨大、油气水井注入通道众多、与周边碳排放源毗邻、技术体系配套等优势,与相关碳排放企业紧密合作,尽快形成捕集、运输、驱油、埋存全产业链,创建大规模产业集群,形成互利共赢的商业模式。

  CCUS / CCS是实现碳中和的托底技术。CCUS-EOR 是最现实有效可行的减碳技术,可带来巨大的经济社会效益,应充分发挥油田企业优势,加快推进 CCUS-EOR 产业化规模应用。

Bjorn Otto Sverdrup

  国际油气行业气候倡议(OGCI)执委会主席

  亟需建立CCUS产业政策体系

  OGCI正在围绕以下方面加快CCUS部署。首先,要开发地质存储目录,让投资者对地质封存技术和商业可行性充满信心。其次,我们正在持续尝试建立零排放工业枢纽,将排放源集群与地质封存设施相匹配,让碳捕集与封存基础设施共享成为可能。我们还参与到CCUS 项目中,针对某个国家或地区发展CCUS的机遇与挑战进行了针对性研究,并通过鼓励不同利益相关方之间的合作开展研究。

  新行业需要新法规、新政策。需要建立CCUS行业监管和许可证制度,确保设计、部署、实施和运行过程安全,缺乏明确协调一致的CCUS法规有可能制约行业发展。另外,要提升CCUS政策潜力,通过短期市场机制、碳定价和支持机制,让市场本身成为CCUS的驱动力。

黄晶

  中国21世纪议程管理中心主任

  CCUS发展需营造良好环境

  从1992年IPCC第一次评估报告将二氧化碳的分离和地质或海洋处置(CCD)确定为一种中长期温室气体减排方案后,CCUS/CCS作为一项关键的减缓气候变化技术的角色不断得到强化。

  IPCC 第六次评估报告指出,实现全球温升控制2摄氏度和1.5摄氏度目标,全球剩余“碳预算”分别为1.15万亿吨二氧化碳和5000亿吨二氧化碳。此外,无减排设施的化石燃料使用量将大幅下降, CCUS 是实现化石能源近零排放、保障能源安全的重要技术选择。2015~2050年,全球化石燃料基础设施资产搁浅将达1万亿~4万亿美元或更高,CCUS是避免大规模化石能源固定资产搁置的有效技术手段。

  在碳中和背景下, CCUS不仅是实现化石能源近零排放的重要技术选择,以及电力、工业部门深度脱碳和低碳转型的关键技术保障,而且与生物质能、直接空气捕集等结合可实现大规模负碳效应,也是避免碳锁定和大规模化石能源固定资产搁置损失的有效解决方案。

  当前,全球 CCUS 区域发展不均、行业成熟度参差不齐,减排潜力有待释放。相比全球温控2摄氏度目标需求(约100亿吨/年), CCUS当前的捕集规模差距巨大(仅约4000万吨/年)。

  近年来,CCUS技术发展呈现加快趋势,二氧化碳转化液体燃料、制备有机化学品等利用技术发展迅速,DAC和BECCS等负排放技术受到重视。CCUS逐渐应用于各国碳密集型领域,天然气处理、驱油行业成熟度较高,水泥、化工行业成熟度不足,钢铁、生物质发电等行业刚刚起步。CCUS项目数量与规模逐年增长,目前处于开发后期和运行中的24个CCUS产业集群在北美、欧洲地区初步形成。

  我国CCUS与欧美等国家相比仍有很大差距。相关研究表明,我国实现碳中和目标需要CCUS贡献5亿~29亿吨二氧化碳减排量。我国目前仅具备百万吨级的捕集和注入能力。同时,部分关键技术和管网等基础设施大大滞后于国际先进水平,示范规模和行业覆盖面较小,相比我国约占全球1/3左右的排放量,二氧化碳捕集能力仅占全球1/10左右,利用与封存能力比例更小。

  目前,我国仍存在CCUS技术研发亟待加强,大规模全链条的技术体系尚待形成,对技术锁定风险、源汇匹配错位等问题要给予高度关注;存在CCUS减排成本高、驱动力不足、缺乏有效的市场机制和商业模式,相关政策针对性不强,约束乏力、激励不够,多元、多维、双向支撑政策框架有待建立等问题。

  我国CCUS技术发展需要结合国情,从能源供给安全、行业低碳转型、经济高质量发展等方面,把CCUS提升到战略性技术的高度,实施超前部署。需要在技术、市场和政策3个方面不断融合、协同发力,才能有效推动CCUS大规模应用。

 
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