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碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)無疑是近年來石化行業(yè)關(guān)注的熱點。在“雙碳”大背景下，行業(yè)企業(yè)紛紛將目光聚焦于此，攻關(guān)核心技術(shù)裝備、建設(shè)規(guī)模化產(chǎn)業(yè)集群、研究下游應(yīng)用領(lǐng)域……開辟出一條綠色低碳的發(fā)展路徑。在眾多企業(yè)和研究人員的努力下，我國CCUS產(chǎn)業(yè)已進入重要發(fā)展機遇階段。近日有專家預(yù)言稱，到2060年，CCUS產(chǎn)業(yè)將貢獻10億噸級碳匯。

CCUS迎來重大發(fā)展機遇 多個百萬噸級項目開工建設(shè)

《2060年世界與中國能源展望報告(2023版)》提出，在能源轉(zhuǎn)型過程中，化石能源直接利用碳排放規(guī)模較大，需依托CCUS等技術(shù)實現(xiàn)中和；CCUS是實現(xiàn)碳中和的兜底保障技術(shù)。據(jù)國際能源署(IEA)預(yù)測，要在2070年實現(xiàn)全球凈零排放，CCUS在2020～2070年的累計減排量占比將達約15%。

中國工程院院士、中國石化股份有限公司科協(xié)主席李陽表示，全球CCUS項目的數(shù)量和規(guī)模正在迅速增加，第二十八屆聯(lián)合國氣候變化大會也將加速推動CCUS等零排放和低排放技術(shù)應(yīng)用作為國際共識，全球各主要油氣公司都在加快CCUS技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在我國，CCUS也已成為業(yè)內(nèi)矚目的焦點之一。由中國21世紀(jì)議程管理中心、全球碳捕集與封存研究院、清華大學(xué)聯(lián)合發(fā)布的《中國碳捕集利用與封存年度報告(2023)》(以下簡稱《報告》)指出，截至2022年底，我國已發(fā)布70余項涉及CCUS的政策文件，從規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、路線圖、技術(shù)目錄等多方面推動降碳技術(shù)實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

李陽指出，隨著我國碳交易市場運行以及產(chǎn)業(yè)政策和金融生態(tài)建設(shè)不斷推進，我國CCUS產(chǎn)業(yè)正處于重要發(fā)展機遇階段。“近來我國CCUS示范項目不斷增加，項目規(guī)模亦不斷擴大，截至2023年9月，我國CCUS示范項目達到了109個，總捕集能力達到600萬噸，所捕集的二氧化碳主要用于驅(qū)油，年注入能力約為400萬噸；此外，還有多個百萬噸項目正在規(guī)劃和建設(shè)當(dāng)中。”李陽說。

《報告》分析稱，到2025年，我國CCUS減排需求約為2400萬噸/年；到2060年，將達23.5億噸/年。

技術(shù)突破補全短板 加速構(gòu)建零碳產(chǎn)業(yè)鏈

中國石油化工集團有限公司健康安全環(huán)保管理部副總經(jīng)理劉春平指出，科技創(chuàng)新是實現(xiàn)石油石化碳中和的關(guān)鍵措施。CCUS產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展有賴于有關(guān)技術(shù)的不斷進步。

CCUS產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)之一是如何高效運營二氧化碳管道。北京理工大學(xué)發(fā)布的《我國CCUS運輸管網(wǎng)布局規(guī)劃與展望》報告顯示，要實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，全國需建設(shè)總里程超過1.7萬千米的二氧化碳運輸管道。2022年8月，我國首個百萬噸級CCUS項目——齊魯石化—勝利油田CCUS示范工程正式投產(chǎn)。次年7月，該項目二氧化碳輸送管道全線貫通，投運后，每年可將齊魯石化第二化肥廠生產(chǎn)捕集的100多萬噸二氧化碳輸送至勝利油田的地下油藏進行驅(qū)油封存。

據(jù)悉，這是國內(nèi)首條輸送二氧化碳規(guī)模達百萬噸/年、輸送距離達百千米、輸送相態(tài)為超臨界狀態(tài)的管道。項目建設(shè)團隊攻克了二氧化碳管輸流動保障、安全控制等3項核心技術(shù)，并完成了液相二氧化碳管輸增壓泵等關(guān)鍵裝備攻關(guān)，補齊了我國CCUS全鏈條規(guī)模化發(fā)展的技術(shù)短板。

“該項目是我國規(guī)模最大的CCUS全流程項目，也是石化零碳產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建的示范項目。而這條管線的投產(chǎn)，表明我國CCUS已經(jīng)形成了規(guī)模化的樞紐工程。”李陽說，“在技術(shù)方面，我們形成了二氧化碳驅(qū)油與封存的協(xié)同技術(shù)。這和先前傳統(tǒng)提高采收率增油項目不同，不僅要用二氧化碳進行驅(qū)油，關(guān)鍵是實現(xiàn)最大化的封存，也就是把二氧化碳安全、有效地封存在地下。”

中國海洋石油集團有限公司總經(jīng)理助理曹新建介紹說，2023年6月，中國海油在南海首個百萬噸級的CCUS示范項目順利投產(chǎn)，實現(xiàn)了海上負碳技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，高峰注入量達到28萬噸，到2030年累計可達146萬噸。與此同時，中國海油還正與廣東省發(fā)展改革委、殼牌集團和埃克森美孚合作推進大亞灣區(qū)CCUS項目，建設(shè)我國首個海上規(guī)模化的CCUS產(chǎn)業(yè)集群，建成后二氧化碳封存量可達千萬噸。

拓展下游應(yīng)用領(lǐng)域 “碳工業(yè)”整裝待發(fā)

“對于CCUS技術(shù)，大家更注重的環(huán)節(jié)是‘用’，這是國際共識。”李陽談道，“我們應(yīng)該加大對CCUS的應(yīng)用，以進一步實現(xiàn)減碳，同時，利用捕集的二氧化碳生產(chǎn)燃料，甚至生產(chǎn)新的、有附加值的化工產(chǎn)品。這種應(yīng)用與目前的產(chǎn)業(yè)如鋼鐵、化工、水泥等進行耦合，就可以形成新的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。”

劉春平指出，要構(gòu)建CCUS的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，包括捕集、輸送、利用、封存等。他特別強調(diào)要拓展CCUS的應(yīng)用領(lǐng)域。“CCUS不光可用于驅(qū)油，更大的應(yīng)用場景在二氧化碳化工領(lǐng)域，包括二氧化碳制烯烴、甲酸、可降解聚合物，以及二氧化碳電化學(xué)利用等。”劉春平說。

沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司黨委書記、董事長兼CEO戴繼雙介紹說，該公司為魯石化—勝利油田CCUS示范工程研制了我國首臺百萬噸級CCUS項目用二氧化碳壓縮機，由其開發(fā)研制的全球規(guī)模最大的二氧化碳加氫制甲醇裝置壓縮機也已于2023年投產(chǎn)運營。

中國科學(xué)院院士、中國石油集團有限公司新能源首席專家鄒才能則認為，隨著我國CCUS技術(shù)不斷發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，二氧化碳工業(yè)體系建設(shè)也已提上日程。“我們需要建立碳工業(yè)，這也是中國油氣工業(yè)界接續(xù)發(fā)展的新產(chǎn)業(yè)。”鄒才能說，“目前全球最大二氧化碳封存能力可達10萬億噸，我國封存能力在1萬億～4萬億噸的范圍內(nèi)，規(guī)模還將不斷擴大。因此，我們要加快構(gòu)建二氧化碳工業(yè)體系建設(shè)，從碳的捕集到最后的碳金融，打造世界級的全能源系統(tǒng)碳中和盆地。”

何為全能源系統(tǒng)碳中和盆地?他舉例說，如在俄羅斯的盆地，地下可開采煤炭、石油和天然氣，地上可協(xié)同利用新能源；地上排放的二氧化碳注入地下進行驅(qū)油，未來再進行二氧化碳的埋存……由此實現(xiàn)全流程綠色低碳。