Industry
2021年7月5日,中國石化宣布:將開啟我國首個(gè)百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目建設(shè)——齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目,涵蓋碳捕集、利用和封存3個(gè)環(huán)節(jié),建成后將成為國內(nèi)最大CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘兀瑸閲彝七M(jìn)CCUS規(guī)模化發(fā)展提供應(yīng)用案例。這標(biāo)志著我國CCUS項(xiàng)目建設(shè)取得重大進(jìn)展,對(duì)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有巨大示范效應(yīng),對(duì)有效提升我國碳減排能力、搭建“人工碳循環(huán)”模式具有重要意義,將有力推動(dòng)國家2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
CCUS是減少二氧化碳排放的關(guān)鍵技術(shù)之一。碳捕集、利用與封存簡(jiǎn)稱CCUS。作為應(yīng)對(duì)全球氣候變化、控制溫室氣體排放的重要技術(shù)手段,CCUS通過把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行捕集提純,繼而投入新的生產(chǎn)過程進(jìn)行再利用和封存。此次中國石化啟動(dòng)建設(shè)的百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目,由齊魯石化二氧化碳捕集和勝利油田二氧化碳驅(qū)油與封存兩部分組成。齊魯石化捕集提供二氧化碳運(yùn)送至勝利油田進(jìn)行驅(qū)油封存,實(shí)現(xiàn)了二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存一體化應(yīng)用,把二氧化碳封在地下,把油驅(qū)出來。
發(fā)展CCUS對(duì)我國具有重要戰(zhàn)略意義。可直接減少二氧化碳排放。按齊魯石化-勝利油田百萬噸級(jí)CCUS計(jì)算,可每年減排二氧化碳100萬噸,相當(dāng)于植樹近900萬棵、近60萬輛經(jīng)濟(jì)型轎車停開一年。可有力保障國家能源安全。我國有較大石油地質(zhì)儲(chǔ)量適合二氧化碳驅(qū)油,加快CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展將會(huì)對(duì)保障國家能源安全提供支撐。可推動(dòng)化石能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。CCUS作為碳中和必不可少的技術(shù)路徑,減排潛力十分巨大,工業(yè)利用前景廣闊。研究表明,我國未來有10億多噸碳排放量要依靠CCUS來實(shí)現(xiàn)中和,可有力推進(jìn)化石能源潔凈化、潔凈能源規(guī)模化、生產(chǎn)過程低碳化。
中國石化原董事長(zhǎng)、黨組書記張玉卓表示,CCUS是有效促進(jìn)碳減排的重要措施。據(jù)國際能源署預(yù)測(cè),到2050年,CCUS將貢獻(xiàn)約14%的二氧化碳減排量,可以說市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。發(fā)展CCUS是大勢(shì)所趨、使命所系,啟動(dòng)齊魯石化-勝利油田百萬噸項(xiàng)目就是要充分發(fā)揮中國石化上下游一體化優(yōu)勢(shì),統(tǒng)籌二氧化碳減排與利用,將煉化企業(yè)捕集的二氧化碳注入油田地層,把難動(dòng)用的原油開采上來,實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。該項(xiàng)目的實(shí)施不僅能夠提升公司碳減排能力,而且能夠?yàn)槲覈笠?guī)模開展CCUS項(xiàng)目建設(shè)提供更豐富的工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù),促進(jìn)二氧化碳在更廣領(lǐng)域、更深層次的工業(yè)利用。中國石化將咬定國內(nèi)“技術(shù)第一、效益第一”的總目標(biāo),全力打造CCUS全鏈條示范基地和標(biāo)桿工程,加快形成系統(tǒng)完備的CCUS產(chǎn)業(yè)體系,為我國建成低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)集群貢獻(xiàn)力量,以優(yōu)異成績(jī)慶祝建黨100周年。
齊魯石化-勝利油田百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目預(yù)計(jì)年底投產(chǎn)。在碳捕集環(huán)節(jié),齊魯石化二氧化碳回收提純裝置包括壓縮單元、制冷單元和液化精制單元,以及配套公用工程,回收煤制氫裝置尾氣中的二氧化碳,提純后純度達(dá)到99%以上;在碳利用與封存環(huán)節(jié),勝利油田運(yùn)用超臨界二氧化碳易與原油混相的原理,計(jì)劃在正理莊油田建設(shè)10座無人值守注氣站,向附近73口井注入二氧化碳,同時(shí)油氣集輸系統(tǒng)全部采用密閉管輸,進(jìn)一步提高二氧化碳封存率,預(yù)計(jì)未來15年,可累計(jì)注入二氧化碳1068萬噸,可實(shí)現(xiàn)增油296.5萬噸。目前,項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作全面啟動(dòng),預(yù)計(jì)今年底達(dá)到投產(chǎn)條件。
“十四五”將加大建設(shè)力度實(shí)現(xiàn)CCUS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。中國石化將研究建立碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)中心,重點(diǎn)部署CCUS+新能源、CCUS+氫能、CCUS+生物質(zhì)能等前沿和儲(chǔ)備性技術(shù)攻關(guān),加大二氧化碳制備高價(jià)值化學(xué)品、二氧化碳礦化利用等技術(shù)應(yīng)用力度,突破碳捕集、輸送、利用、封存等各環(huán)節(jié)核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備難題,建成“技術(shù)開發(fā)—工程示范—產(chǎn)業(yè)化”的二氧化碳利用技術(shù)創(chuàng)新體系,延展清潔固碳產(chǎn)業(yè)鏈,打造碳減排技術(shù)創(chuàng)新策源地。“十四五”,中國石化將依托南化公司等煉化企業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳,力爭(zhēng)在所屬華東油氣田、江蘇油田等再建設(shè)百萬噸級(jí)CCUS示范基地,實(shí)現(xiàn)CCUS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,為我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)開辟更為廣闊的前景。
國際社會(huì)積極推動(dòng)CCUS技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)指出,如果沒有CCUS技術(shù),幾乎所有氣候模式都不能實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo),而且全球碳減排成本將會(huì)成倍增加。隨著全球應(yīng)對(duì)氣候變化和碳中和目標(biāo)的提出,CCUS作為減碳固碳技術(shù),已成為多個(gè)國家碳中和行動(dòng)計(jì)劃的重要組成部分,英國、日本、澳大利亞等國家紛紛制定政策鼓勵(lì)CCUS發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示,目前全球正在運(yùn)行的大型CCUS示范項(xiàng)目有26個(gè),每年可捕集封存二氧化碳約4000萬噸。
2020年,中國石化捕集二氧化碳量已達(dá)到130萬噸,CCUS應(yīng)用效果良好。2012年,國內(nèi)燃煤電廠首個(gè)CCUS項(xiàng)目在勝利油田啟動(dòng),形成大規(guī)模燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集、驅(qū)油及封存一體化工程綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)。2015年,南化公司、華東石油局?jǐn)y手合作,由華東石油局液碳公司采用產(chǎn)銷承包模式回收南化公司合成氨、煤制氫裝置二氧化碳尾氣,用于油田壓注驅(qū)油,開啟了中國石化內(nèi)部上下游企業(yè)之間二氧化碳資源綜合利用的先河。2020年,中國石化捕集二氧化碳量已達(dá)到130萬噸左右,其中用于油田驅(qū)油的達(dá)到30萬噸,在提高原油采收率和降碳減排上取得了較好成效。
中國石化部分技術(shù)世界先進(jìn),CCUS技術(shù)系列已經(jīng)形成。中國石化CCUS技術(shù)研發(fā)和工程實(shí)踐起步較早,發(fā)展形成了CCUS技術(shù)系列,在提高原油采收率和降碳減排上取得了較好成效。部分捕集技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先世界先進(jìn),低分壓二氧化碳捕集技術(shù)在我國16個(gè)省市50余套裝置獲得成功應(yīng)用,每年捕集二氧化碳達(dá)20余萬噸,催化熱鉀堿法、位阻胺法脫碳技術(shù)運(yùn)行裝置40余套,每年從工業(yè)循環(huán)氣、天然氣等氣源中脫除二氧化碳超過1000萬噸。攻克驅(qū)油與封存關(guān)鍵技術(shù)難題,深化CO2驅(qū)油機(jī)理等基礎(chǔ)研究,豐富和發(fā)展了CO2驅(qū)油理論認(rèn)識(shí)。在華東、勝利、中原、江蘇等油田積極開展礦場(chǎng)試驗(yàn),積極探索CO2高壓混相驅(qū)的開發(fā)模式,有效解決了特低滲透油藏“注水注不進(jìn),油井采不出”難題;創(chuàng)新提出“吞吐驅(qū)替協(xié)同”的注CO2開發(fā)模式,實(shí)現(xiàn)了封閉小斷塊油藏有效開發(fā);試驗(yàn)證實(shí)水驅(qū)后特高含水油藏CO2驅(qū)進(jìn)一步提高采收率的可行性,建立了中原油田我國首個(gè)高含水油藏工業(yè)煉廠尾氣驅(qū)油、循環(huán)利用及封存基地。攻關(guān)形成全流程低成本工藝技術(shù)系列,系統(tǒng)調(diào)查了我國大型二氧化碳排放源,研究制定了CCUS潛力評(píng)價(jià)方法,建立了中國石化源匯數(shù)據(jù)庫。截至目前,中國石化實(shí)施二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目36個(gè),為CCUS技術(shù)快速發(fā)展規(guī)模應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
中國石化堅(jiān)定不移向凈零目標(biāo)邁進(jìn)。能源化工行業(yè)是我國開展碳排放達(dá)峰行動(dòng)和建設(shè)碳市場(chǎng)工作的重點(diǎn)領(lǐng)域,中國石化于2020年明確提出打造世界領(lǐng)先潔凈能源化工公司,首次將“潔凈”寫入愿景目標(biāo),正在全力構(gòu)建以能源資源為基礎(chǔ),以潔凈油品和現(xiàn)代化工為兩翼,以新能源、新材料、新經(jīng)濟(jì)為重要增長(zhǎng)點(diǎn)的“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局。在國家提出2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)的大背景下,中國石化提出,2025年甲烷排放強(qiáng)度降低50%,開發(fā)碳中和林、碳中和加油站等各具特色的碳中和模式,為助力國家實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)、應(yīng)對(duì)氣候變化作出新貢獻(xiàn)。
近年來,中國石化綠色發(fā)展亮點(diǎn)紛呈。打造中國第一氫能公司,目前氫氣年產(chǎn)能力超350萬噸,占全國的14%左右,已在廣東、上海等13個(gè)省市建成投運(yùn)20座加氫站,“十四五”規(guī)劃建設(shè)1000座加氫站或油氫合建站;打造“油氣氫電服”綜合能源服務(wù)商,“十四五”規(guī)劃布局5000座充換電站、7000座分布式光伏發(fā)電站點(diǎn),鍛造強(qiáng)韌高效的產(chǎn)業(yè)鏈。生物可降解塑料實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),已實(shí)現(xiàn)三類生物可降解塑料的工業(yè)化生產(chǎn),可廣泛運(yùn)用于農(nóng)用薄膜、醫(yī)用材料等領(lǐng)域,有力推動(dòng)我國工程塑料領(lǐng)域綠色化發(fā)展進(jìn)程。啟動(dòng)“碧水藍(lán)天”計(jì)劃,2013-2017年投入209億元實(shí)施870個(gè)環(huán)保項(xiàng)目,圓滿完成中國企業(yè)史上規(guī)模最大的環(huán)保行動(dòng),2018年啟動(dòng)國內(nèi)規(guī)模最大的全產(chǎn)業(yè)鏈綠色企業(yè)創(chuàng)建行動(dòng)——綠色企業(yè)行動(dòng)計(jì)劃,到2023年建成清潔、高效、低碳、循環(huán)的綠色企業(yè)。建成地?zé)峁┡盁o煙城”,2017年在河北雄縣建成我國首個(gè)地?zé)峁┡盁o煙城”,目前在雄安新區(qū)供暖面積已經(jīng)達(dá)到700萬平方米,截止2020年中國石化地?zé)峁┡娣e占全國地?zé)峁┡娣e30%以上。建成我國首個(gè)百億方頁巖氣田,2014年我國首個(gè)大型頁巖氣田——涪陵頁巖氣田率先進(jìn)入商業(yè)化開發(fā),2017年建成百億方產(chǎn)能,使我國成為除北美以外第一個(gè)實(shí)現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開發(fā)的國家,目前氣田累計(jì)探明儲(chǔ)量7926.41億方、產(chǎn)氣超360億方,日產(chǎn)氣可滿足近4000萬戶家庭的日常生活用氣需求。
CCUS
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)碳捕獲、利用與封存
CCUS技術(shù)是CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕獲與封存)技術(shù)新的發(fā)展趨勢(shì),即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純,繼而投入到新的生產(chǎn)過程中,可以循環(huán)再利用,而不是簡(jiǎn)單地封存。與CCS相比,可以將二氧化碳資源化,能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,更具有現(xiàn)實(shí)操作性。
科技部21世紀(jì)議程管理中心副主任彭斯震2010年7月22日在《CCS在中國:現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和機(jī)遇》報(bào)告發(fā)布會(huì)上表示,中國的首要任務(wù)是保障發(fā)展,CCS技術(shù)建立在高能耗和高成本的基礎(chǔ)上,該技術(shù)在中國的大范圍推廣與應(yīng)用是不可取的,中國當(dāng)前應(yīng)當(dāng)更加重視拓展二氧化碳資源性利用技術(shù)的研發(fā)。他強(qiáng)調(diào):“今后會(huì)有越來越多的人用CCUS(碳捕集再利用與封存)代替CCS(碳捕集與封存)。對(duì)中國來說,我們也更青睞CCUS。”第三屆中國(太原)國際能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,CCUS(碳捕獲、利用與封存)成為熱門話題。中國工程院院士、清華大學(xué)教授倪維斗在博覽會(huì)上說“中國CCUS目前有很大潛力,應(yīng)盡快啟動(dòng)”。
二氧化碳的資源化利用技術(shù)有合成高純一氧化碳、煙絲膨化、化肥生產(chǎn)、超臨界二氧化碳萃取、飲料添加劑、食品保鮮和儲(chǔ)存、焊接保護(hù)氣、滅火器、粉煤輸送、合成可降解塑料、改善鹽堿水質(zhì)、培養(yǎng)海藻、油田驅(qū)油等。其中合成可降解塑料和油田驅(qū)油技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。勝利油田電廠已啟動(dòng)CCUS的示范項(xiàng)目。