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(qū)油與埋存的可行性，為未來工業(yè)二氧化碳規(guī)模效益埋存探索了一條可行之路。”

據(jù)美國(guó)國(guó)家冰雪數(shù)據(jù)中心(NSIDC)數(shù)據(jù)顯示，北極海冰數(shù)量于今年9月18日達(dá)到年度最低值——只有160萬平方英里。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(xiàn)象肆虐、極端天氣頻發(fā)，深刻地影響著人類文明進(jìn)程，威脅著我們每個(gè)人的生存環(huán)境。

大力推進(jìn)二氧化碳減排，應(yīng)對(duì)全球氣候變暖，是全人類共同的任務(wù)。而推進(jìn)CCUS(碳捕集、利用與封存)發(fā)展，不可或缺，勢(shì)在必行。

IPCC(聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì))認(rèn)為：“如果沒有CCS(碳捕集與封存)，絕大多數(shù)模式都不能實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。”國(guó)際能源署認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)本世紀(jì)末溫升不超過2攝氏度和1.75攝氏度的目標(biāo)，全球CCS累計(jì)減排貢獻(xiàn)分別要達(dá)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(guó)際上已廣泛開展。截至2019年年初，全球已有43個(gè)大型一體化CCS項(xiàng)目。

CCUS技術(shù)是CCS技術(shù)的升級(jí)新趨勢(shì)，與CCS相比，可以將二氧化碳“變廢為寶”，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)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(xiàn)二氧化碳減排的工業(yè)過程。作為一項(xiàng)有望實(shí)現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用的新興技術(shù)，是未來減少二氧化碳排放、保障國(guó)際能源安全和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

2016年，我國(guó)簽署了應(yīng)對(duì)全球氣候變化的《巴黎協(xié)定》。應(yīng)對(duì)全球氣候變化，實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)，CCUS技術(shù)不可或缺。我國(guó)作為二氧化碳最大排放國(guó)，排放量約占全球1/4。近年來，我國(guó)積極地應(yīng)對(duì)氣候變化，不斷加大投入，踐行減排承諾。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共發(fā)布了26項(xiàng)國(guó)家級(jí)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(jì)劃(2016-2030年)》等10余項(xiàng)國(guó)家政策，及陜西、廣東等多個(gè)省級(jí)規(guī)劃，均明確鼓勵(lì)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利用到油田開發(fā)方面的技術(shù)，主要通過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(qū)油效率等機(jī)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(xiàn)石油增產(chǎn)和碳捕捉成本降低的雙重目的，是一種雙贏的解決方案。據(jù)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(qū)油作為一項(xiàng)日趨成熟的采油技術(shù)受到全球廣泛關(guān)注。美國(guó)是利用二氧化碳提高采油率項(xiàng)目最多的國(guó)家，2016年已經(jīng)建有約3600英里二氧化碳輸運(yùn)管線，每年輸送約5000萬噸二氧化碳用于提高采收率，日增產(chǎn)超過28萬桶原油。

未來發(fā)展?jié)摿薮?/p>

我國(guó)CCUS及CCS-EOR技術(shù)目前發(fā)展?fàn)顩r如何?10月15日至16日，中國(guó)“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(jié)CCS-EOR試驗(yàn)推廣運(yùn)行成果和經(jīng)驗(yàn)，審視我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，探討如何破解瓶頸，推動(dòng)我國(guó)CCUS事業(yè)更快更好發(fā)展，為保障國(guó)家能源安全、促進(jìn)二氧化碳減排做出更大的貢獻(xiàn)。與會(huì)專家認(rèn)為，CCUS特別是CCS-EOR技術(shù)成熟，發(fā)展前景好，擴(kuò)大發(fā)展規(guī)模、發(fā)揮更好更大作用，尚需國(guó)家繼續(xù)大力支持。

中國(guó)工程院院士袁士義認(rèn)為，CCUS技術(shù)發(fā)展?jié)摿薮螅熬胺浅V闊，具有巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。加大CCUS技術(shù)推廣規(guī)模，形成產(chǎn)業(yè)鏈，既可提高采收率又能實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排，有助于我國(guó)完成向國(guó)際社會(huì)做出的減排承諾，有助于提升我國(guó)國(guó)際形象以及在二氧化碳減排方面的國(guó)際話語權(quán)。

在今年5月召開的“碳捕獲與封存CCS ISO/TC265第九屆全會(huì)”上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織碳捕獲與封存技術(shù)委員會(huì)通過了一項(xiàng)重要決議，決定就二氧化碳的利用及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)成立一個(gè)特別工作組，由中國(guó)牽頭組織相關(guān)內(nèi)容的研究工作，籌備有關(guān)二氧化碳利用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。

中國(guó)石油大學(xué)(北京)教授彭勃表示，在參與CCS ISO/TC265國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，中國(guó)石油所屬多家油田公司積極參與CCS-EOR工作收獲了經(jīng)驗(yàn)，提供了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)，意義重大。

中國(guó)石油咨詢中心專家、教授羅志斌說：“十五”以來，我國(guó)石油儲(chǔ)量動(dòng)用及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化：一是低滲、特低滲儲(chǔ)量動(dòng)用規(guī)模逐年增加，近年占比達(dá)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(wěn)產(chǎn)與提高采收率面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)更加突出。二氧化碳驅(qū)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(shì)。作為驅(qū)油介質(zhì)，二氧化碳驅(qū)具有注入能力強(qiáng)、快速補(bǔ)充地層能力的特點(diǎn)，極易溶解于原油，無論混相、非混或超臨界態(tài)注入，都能較好驅(qū)替原油、提高采收率。還可以利用超臨界二氧化碳復(fù)合壓裂，可大幅提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量。

適時(shí)轉(zhuǎn)入規(guī)模推廣應(yīng)用階段

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

上世紀(jì)90年代開始，我國(guó)先后開展了多項(xiàng)關(guān)于二氧化碳捕集、埋存與提高采收率的國(guó)家重大科技專項(xiàng)、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(qū)油與埋存系列技術(shù)。

吉林油田最具代表性。在國(guó)家“973”“863”計(jì)劃及中國(guó)石油重大科技專項(xiàng)的大力支持下，吉林油田率先開展二氧化碳驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)和工業(yè)化應(yīng)用，現(xiàn)已建成了中國(guó)石油二氧化碳驅(qū)油與埋存試驗(yàn)基地、國(guó)內(nèi)首座大規(guī)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(qū)油與埋存關(guān)鍵技術(shù)，形成了三大系列八項(xiàng)主體技術(shù);完整實(shí)踐了CCS-EOR全過程，建成了五類二氧化碳驅(qū)油與埋存示范區(qū)，經(jīng)過近10年的礦場(chǎng)驗(yàn)證，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，試驗(yàn)取得了顯著效果，累計(jì)埋存二氧化碳150萬噸，核心區(qū)可提高采收率25個(gè)百分點(diǎn)，累增油403萬噸，實(shí)現(xiàn)了CCS-EOR工業(yè)化應(yīng)用，成功示范了陸相沉積特低滲透油藏二氧化碳驅(qū)油與埋存的可行性，為未來工業(yè)二氧化碳規(guī)模效益埋存探索了一條可行之路。

中國(guó)石油CCS-EOR在吉林油田的規(guī)模化應(yīng)用，在全國(guó)產(chǎn)生了示范效應(yīng)，長(zhǎng)慶、吐哈、新疆、勝利等油田相繼開展了礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，建設(shè)運(yùn)營(yíng)了示范項(xiàng)目，并取得了一系列積極進(jìn)展。

吉林油田地面工程專家孫瑞艷認(rèn)為，吉林油田已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了CCS-EOR項(xiàng)目技術(shù)的可行性。相信，在國(guó)家相關(guān)政策的大力支持下，CCUS項(xiàng)目一定會(huì)有美好的未來。

袁士義指出，當(dāng)前，中國(guó)CCUS技術(shù)應(yīng)由試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)入大規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用階段。要加大CCUS技術(shù)應(yīng)用力度，加大應(yīng)用規(guī)模，大力提高采收率，大幅增加原油產(chǎn)量，更好地保障國(guó)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(fù)合交叉領(lǐng)域，涉及政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)。要想實(shí)現(xiàn)CCUS進(jìn)一步蓬勃發(fā)展，非一家企業(yè)可獨(dú)力為之。

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

“巧婦難為無米之炊”。有關(guān)專家表示，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法內(nèi)化，難以通過CCUS實(shí)現(xiàn)的碳減排獲得收益。

據(jù)了解，除從天然氣開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(qū)油;從燃煤電廠獲取的二氧化碳濃度低，需要額外成本提升濃度。以運(yùn)行成本較低的煤化工領(lǐng)域?yàn)槔?，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(dá)300至400元。既造成企業(yè)減排代價(jià)高、壓力大，也導(dǎo)致二氧化碳定價(jià)高，下游用戶不愿購(gòu)買的問題。

建運(yùn)成本是另一主因。目前二氧化碳主要通過罐車方式運(yùn)輸。例如，勝利油田的二氧化碳主要從齊魯石化獲取，運(yùn)輸距離約為80公里，以40噸二氧化碳罐車為例，運(yùn)輸成本高達(dá)3200元。通過管道輸送二氧化碳，運(yùn)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(zhǎng)距離、共享式二氧化碳運(yùn)輸管網(wǎng)仍未形成，阻礙了CCS-EOR大規(guī)模推廣實(shí)施。長(zhǎng)此以往，CCS-EOR難以形成良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

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(zhǎng)期安全監(jiān)測(cè)技術(shù)不成熟。

袁士義、羅志斌等專家普遍認(rèn)為，要突破當(dāng)前CCS-EOR發(fā)展瓶頸與挑戰(zhàn)，一方面，要堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)、高要求，不斷優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，加強(qiáng)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(yàn)，優(yōu)化井網(wǎng)井距、注入方式與試驗(yàn)區(qū)的選擇，持續(xù)優(yōu)化技術(shù)、強(qiáng)化管理，提升風(fēng)險(xiǎn)管控能力，努力降低成本，提高試驗(yàn)及工業(yè)化應(yīng)用水平;另一方面要著力解決氣源問題，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、規(guī)模及廉價(jià)的二氧化碳?xì)庠垂?yīng)。

營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境也是未來可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。應(yīng)積極爭(zhēng)取國(guó)家政策支持，把CCUS列入國(guó)家整體發(fā)展規(guī)劃，加快推進(jìn)中國(guó)CCUS發(fā)展路線圖落地，建立完善相應(yīng)市場(chǎng)機(jī)制，做強(qiáng)做大產(chǎn)業(yè)鏈。

中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院教授秦積舜表示，CCUS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用離不開國(guó)家的支持?，F(xiàn)在技術(shù)正處在發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期，更需要國(guó)家的政策支持。希望盡快推進(jìn)與國(guó)際接軌的CCUS項(xiàng)目認(rèn)定認(rèn)證制度體系建設(shè)和相關(guān)指導(dǎo)，對(duì)制定國(guó)家層面CCUS支持政策和相關(guān)管理體系奠定法理依據(jù)。希望積極探索建立與新能源、可再生能源項(xiàng)目同等的CCUS財(cái)稅政策，和CCUS項(xiàng)目各參與方的激勵(lì)政策，為推廣CCUS技術(shù)應(yīng)用助力。希望CCUS技術(shù)能夠納入國(guó)家中長(zhǎng)期的發(fā)展規(guī)劃，重點(diǎn)建設(shè)百萬噸的項(xiàng)目，以此為抓手強(qiáng)力推動(dòng)CCUS商業(yè)化應(yīng)用。落地配套建設(shè)，重點(diǎn)解決主干管網(wǎng)建設(shè)，形成上下游聯(lián)動(dòng)的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2018年2月，美國(guó)通過了《未來法案》，該法案為發(fā)電廠、化工廠捕獲和儲(chǔ)存的二氧化碳提供了高達(dá)每噸50美元的稅收減免。該政策為美國(guó)擴(kuò)大CCUS發(fā)展規(guī)模創(chuàng)造了有利條件，對(duì)我國(guó)發(fā)展CCUS技術(shù)來說具有借鑒意義。

吉林油田二氧化碳開發(fā)公司經(jīng)理王峰表示，國(guó)內(nèi)目前開展的CCS-EOR項(xiàng)目主要對(duì)象是陸相低滲透油藏，合理的政策支持對(duì)加快推進(jìn)CCS-EOR項(xiàng)目意義重大。希望國(guó)家能夠制定實(shí)施減免CCS-EOR項(xiàng)目稅費(fèi)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(biāo)管理，盡快建立全產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)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(zhàn)略對(duì)接、拓展合作。

未來碳捕捉與封存技術(shù)隨著市場(chǎng)體制機(jī)制進(jìn)一步完善，將有著更大的發(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。