探索全球碳減排新路徑

“吉林油田成功示范了陸相沉積特低滲透油藏二氧化碳驅油與埋存的可行性，為未來(lái)工業(yè)二氧化碳規模效益埋存探索了一條可行之路。”

據美國國家冰雪數據中心(NSIDC)數據顯示，北極海冰數量于今年9月18日達到年度最低值——只有160萬(wàn)平方英里。全球氣候變暖致使冰山消融、海平面上升、部分島嶼消失、厄爾尼諾現象肆虐、極端天氣頻發(fā)，深刻地影響著(zhù)人類(lèi)文明進(jìn)程，威脅著(zhù)我們每個(gè)人的生存環(huán)境。

大力推進(jìn)二氧化碳減排，應對全球氣候變暖，是全人類(lèi)共同的任務(wù)。而推進(jìn)CCUS(碳捕集、利用與封存)發(fā)展，不可或缺，勢在必行。

IPCC(聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì ))認為：“如果沒(méi)有CCS(碳捕集與封存)，絕大多數模式都不能實(shí)現減排目標。”國際能源署認為，要實(shí)現本世紀末溫升不超過(guò)2攝氏度和1.75攝氏度的目標，全球CCS累計減排貢獻分別要達到14%和32%。CCS作為解決全球氣候變暖最具發(fā)展前景的解決方案之一，在國際上已廣泛開(kāi)展。截至2019年年初，全球已有43個(gè)大型一體化CCS項目。

CCUS技術(shù)是CCS技術(shù)的升級新趨勢，與CCS相比，可以將二氧化碳“變廢為寶”，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。CCUS是指將二氧化碳從工業(yè)排放源中分離后直接封存利用，以實(shí)現二氧化碳減排的工業(yè)過(guò)程。作為一項有望實(shí)現化石能源大規模低碳利用的新興技術(shù)，是未來(lái)減少二氧化碳排放、保障國際能源安全和實(shí)現可持續發(fā)展的重要手段。

2016年，我國簽署了應對全球氣候變化的《巴黎協(xié)定》。應對全球氣候變化，實(shí)現《巴黎協(xié)定》目標，CCUS技術(shù)不可或缺。我國作為二氧化碳最大排放國，排放量約占全球1/4。近年來(lái)，我國積極地應對氣候變化，不斷加大投入，踐行減排承諾。據不完全統計，我國共發(fā)布了26項國家級CCUS技術(shù)相關(guān)的政策文件?！?ldquo;十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃(2016-2030年)》等10余項國家政策，及陜西、廣東等多個(gè)省級規劃，均明確鼓勵發(fā)展CCUS技術(shù)。

CCS-EOR(二氧化碳捕集埋存與提高采收率)技術(shù)作為CCUS利用到油田開(kāi)發(fā)方面的技術(shù)，主要通過(guò)二氧化碳溶于原油后體積膨脹、降黏，與原油在一定條件下混相降低界面張力，提高驅油效率等機理提高采收率，同時(shí)可以使大量的二氧化碳埋存地下，起到減排溫室氣體作用。

CCS-EOR技術(shù)可實(shí)現石油增產(chǎn)和碳捕捉成本降低的雙重目的，是一種雙贏(yíng)的解決方案。據悉，注入二氧化碳用于提高石油采收率已有30多年的歷史。二氧化碳驅油作為一項日趨成熟的采油技術(shù)受到全球廣泛關(guān)注。美國是利用二氧化碳提高采油率項目最多的國家，2016年已經(jīng)建有約3600英里二氧化碳輸運管線(xiàn)，每年輸送約5000萬(wàn)噸二氧化碳用于提高采收率，日增產(chǎn)超過(guò)28萬(wàn)桶原油。

未來(lái)發(fā)展潛力巨大

我國CCUS及CCS-EOR技術(shù)目前發(fā)展狀況如何?10月15日至16日，中國“二氧化碳捕集埋存與提高采收率(CCS-EOR)技術(shù)論壇在吉林油田成功舉辦。大會(huì )總結CCS-EOR試驗推廣運行成果和經(jīng)驗，審視我國CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰，探討如何破解瓶頸，推動(dòng)我國CCUS事業(yè)更快更好發(fā)展，為保障國家能源安全、促進(jìn)二氧化碳減排做出更大的貢獻。與會(huì )專(zhuān)家認為，CCUS特別是CCS-EOR技術(shù)成熟，發(fā)展前景好，擴大發(fā)展規模、發(fā)揮更好更大作用，尚需國家繼續大力支持。

中國工程院院士袁士義認為，CCUS技術(shù)發(fā)展潛力巨大，前景非常廣闊，具有巨大的社會(huì )效益、經(jīng)濟效益。加大CCUS技術(shù)推廣規模，形成產(chǎn)業(yè)鏈，既可提高采收率又能實(shí)現二氧化碳減排，有助于我國完成向國際社會(huì )做出的減排承諾，有助于提升我國國際形象以及在二氧化碳減排方面的國際話(huà)語(yǔ)權。

在今年5月召開(kāi)的“碳捕獲與封存CCS ISO/TC265第九屆全會(huì )”上，國際標準化組織碳捕獲與封存技術(shù)委員會(huì )通過(guò)了一項重要決議，決定就二氧化碳的利用及相關(guān)標準成立一個(gè)特別工作組，由中國牽頭組織相關(guān)內容的研究工作，籌備有關(guān)二氧化碳利用的國際標準的制定。

中國石油大學(xué)(北京)教授彭勃表示，在參與CCS ISO/TC265國際標準的制定過(guò)程中，中國石油所屬多家油田公司積極參與CCS-EOR工作收獲了經(jīng)驗，提供了相關(guān)標準制定依據，意義重大。

中國石油咨詢(xún)中心專(zhuān)家、教授羅志斌說(shuō)：“十五”以來(lái)，我國石油儲量動(dòng)用及產(chǎn)量結構發(fā)生較大的變化：一是低滲、特低滲儲量動(dòng)用規模逐年增加，近年占比達70%;二是低滲、特低滲透油藏的產(chǎn)量有較大的上升，已占總產(chǎn)量35%以上。低滲、特低滲透油藏的地位上升，使穩產(chǎn)與提高采收率面臨的技術(shù)挑戰更加突出。二氧化碳驅油是低滲、特低滲透油藏大幅度提高采收率的主體技術(shù)，在高含水和低滲、特低滲透油藏提高采收率方面具有明顯優(yōu)勢。作為驅油介質(zhì)，二氧化碳驅具有注入能力強、快速補充地層能力的特點(diǎn)，極易溶解于原油，無(wú)論混相、非混或超臨界態(tài)注入，都能較好驅替原油、提高采收率。還可以利用超臨界二氧化碳復合壓裂，可大幅提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量。

適時(shí)轉入規模推廣應用階段

我國CCUS技術(shù)歷經(jīng)十余年時(shí)間發(fā)展，成效顯著(zhù)，技術(shù)日趨成熟，展現了良好的發(fā)展前景。

上世紀90年代開(kāi)始，我國先后開(kāi)展了多項關(guān)于二氧化碳捕集、埋存與提高采收率的國家重大科技專(zhuān)項、示范工程等。如今CCS-EOR技術(shù)已日趨完善和成熟，形成了從二氧化碳捕集到二氧化碳驅油與埋存系列技術(shù)。

吉林油田最具代表性。在國家“973”“863”計劃及中國石油重大科技專(zhuān)項的大力支持下，吉林油田率先開(kāi)展二氧化碳驅先導試驗和工業(yè)化應用，現已建成了中國石油二氧化碳驅油與埋存試驗基地、國內首座大規模超臨界循環(huán)注入站，研發(fā)形成陸相沉積低滲透油藏二氧化碳驅油與埋存關(guān)鍵技術(shù)，形成了三大系列八項主體技術(shù);完整實(shí)踐了CCS-EOR全過(guò)程，建成了五類(lèi)二氧化碳驅油與埋存示范區，經(jīng)過(guò)近10年的礦場(chǎng)驗證，系統運行安全可靠，試驗取得了顯著(zhù)效果，累計埋存二氧化碳150萬(wàn)噸，核心區可提高采收率25個(gè)百分點(diǎn)，累增油403萬(wàn)噸，實(shí)現了CCS-EOR工業(yè)化應用，成功示范了陸相沉積特低滲透油藏二氧化碳驅油與埋存的可行性，為未來(lái)工業(yè)二氧化碳規模效益埋存探索了一條可行之路。

中國石油CCS-EOR在吉林油田的規?；瘧?，在全國產(chǎn)生了示范效應，長(cháng)慶、吐哈、新疆、勝利等油田相繼開(kāi)展了礦場(chǎng)實(shí)驗，建設運營(yíng)了示范項目，并取得了一系列積極進(jìn)展。

吉林油田地面工程專(zhuān)家孫瑞艷認為，吉林油田已經(jīng)實(shí)現了CCS-EOR項目技術(shù)的可行性。相信，在國家相關(guān)政策的大力支持下，CCUS項目一定會(huì )有美好的未來(lái)。

袁士義指出，當前，中國CCUS技術(shù)應由試驗階段轉入大規模工業(yè)化推廣應用階段。要加大CCUS技術(shù)應用力度，加大應用規模，大力提高采收率，大幅增加原油產(chǎn)量，更好地保障國家能源安全，促進(jìn)二氧化碳減排。

推廣瓶頸亟待解決

CCUS是多產(chǎn)業(yè)、多學(xué)科復合交叉領(lǐng)域，涉及政策、法規、標準以及技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟。要想實(shí)現CCUS進(jìn)一步蓬勃發(fā)展，非一家企業(yè)可獨力為之。

CCS-EOR雖然歷經(jīng)10余年發(fā)展取得了顯著(zhù)成果和進(jìn)展，但不可否認仍“叫好不叫座”。CCS-EOR技術(shù)雖然日趨成熟完善，但難于大規模應用，仍然面臨著(zhù)高風(fēng)險、高成本、高耗能三大挑戰。

“巧婦難為無(wú)米之炊”。有關(guān)專(zhuān)家表示，從油田企業(yè)自身角度看，滯礙CCS-EOR發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸就在碳捕集上。CCUS捕集成本高昂，如果碳排放的外部成本無(wú)法內化，難以通過(guò)CCUS實(shí)現的碳減排獲得收益。

據了解，除從天然氣開(kāi)采中分離二氧化碳作為氣源外，目前二氧化碳主要從燃煤電廠(chǎng)和石化企業(yè)獲取。從石化企業(yè)獲取的二氧化碳濃度較高，可以直接用于驅油;從燃煤電廠(chǎng)獲取的二氧化碳濃度低，需要額外成本提升濃度。以運行成本較低的煤化工領(lǐng)域為例，二氧化碳捕集成本每噸約為100元。但在煤電、鋼鐵等行業(yè)，捕集成本每噸高達300至400元。既造成企業(yè)減排代價(jià)高、壓力大，也導致二氧化碳定價(jià)高，下游用戶(hù)不愿購買(mǎi)的問(wèn)題。

建運成本是另一主因。目前二氧化碳主要通過(guò)罐車(chē)方式運輸。例如，勝利油田的二氧化碳主要從齊魯石化獲取，運輸距離約為80公里，以40噸二氧化碳罐車(chē)為例，運輸成本高達3200元。通過(guò)管道輸送二氧化碳，運輸成本大幅下降，但前期耗資巨大。

低濃度二氧化碳捕集的成本居高不下，制約了更多產(chǎn)業(yè)進(jìn)入CCUS領(lǐng)域。長(cháng)距離、共享式二氧化碳運輸管網(wǎng)仍未形成，阻礙了CCS-EOR大規模推廣實(shí)施。長(cháng)此以往，CCS-EOR難以形成良好的發(fā)展態(tài)勢。

另外，大封存容量、高安全性的二氧化碳封存場(chǎng)地選擇難度大，二氧化碳長(cháng)期安全監測技術(shù)不成熟。

袁士義、羅志斌等專(zhuān)家普遍認為，要突破當前CCS-EOR發(fā)展瓶頸與挑戰，一方面，要堅持高標準、高起點(diǎn)、高要求，不斷優(yōu)化方案設計，加強油藏工程研究，優(yōu)化注采井網(wǎng)，充分借鑒吉林油田先進(jìn)成熟經(jīng)驗，優(yōu)化井網(wǎng)井距、注入方式與試驗區的選擇，持續優(yōu)化技術(shù)、強化管理，提升風(fēng)險管控能力，努力降低成本，提高試驗及工業(yè)化應用水平;另一方面要著(zhù)力解決氣源問(wèn)題，實(shí)現穩定、規模及廉價(jià)的二氧化碳氣源供應。

營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境也是未來(lái)可持續發(fā)展的關(guān)鍵。應積極爭取國家政策支持，把CCUS列入國家整體發(fā)展規劃，加快推進(jìn)中國CCUS發(fā)展路線(xiàn)圖落地，建立完善相應市場(chǎng)機制，做強做大產(chǎn)業(yè)鏈。

中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院教授秦積舜表示，CCUS技術(shù)的發(fā)展和應用離不開(kāi)國家的支持?，F在技術(shù)正處在發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期，更需要國家的政策支持。希望盡快推進(jìn)與國際接軌的CCUS項目認定認證制度體系建設和相關(guān)指導，對制定國家層面CCUS支持政策和相關(guān)管理體系奠定法理依據。希望積極探索建立與新能源、可再生能源項目同等的CCUS財稅政策，和CCUS項目各參與方的激勵政策，為推廣CCUS技術(shù)應用助力。希望CCUS技術(shù)能夠納入國家中長(cháng)期的發(fā)展規劃，重點(diǎn)建設百萬(wàn)噸的項目，以此為抓手強力推動(dòng)CCUS商業(yè)化應用。落地配套建設，重點(diǎn)解決主干管網(wǎng)建設，形成上下游聯(lián)動(dòng)的良好發(fā)展態(tài)勢。

2018年2月，美國通過(guò)了《未來(lái)法案》，該法案為發(fā)電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)捕獲和儲存的二氧化碳提供了高達每噸50美元的稅收減免。該政策為美國擴大CCUS發(fā)展規模創(chuàng )造了有利條件，對我國發(fā)展CCUS技術(shù)來(lái)說(shuō)具有借鑒意義。

吉林油田二氧化碳開(kāi)發(fā)公司經(jīng)理王峰表示，國內目前開(kāi)展的CCS-EOR項目主要對象是陸相低滲透油藏，合理的政策支持對加快推進(jìn)CCS-EOR項目意義重大。希望國家能夠制定實(shí)施減免CCS-EOR項目稅費尤其是石油特別收益金、碳稅交易等政策，將二氧化碳減排工程納入相關(guān)指標管理，盡快建立全產(chǎn)業(yè)鏈機制，促進(jìn)二氧化碳排放源企業(yè)與油氣田企業(yè)進(jìn)行戰略對接、拓展合作。

未來(lái)碳捕捉與封存技術(shù)隨著(zhù)市場(chǎng)體制機制進(jìn)一步完善，將有著(zhù)更大的發(fā)展空間，潛力不可限量，造福社會(huì )，創(chuàng )造更加綠色美好的明天。