碳捕集、利用與封存(CCUS)技術無疑是近年來石化行業關注的熱點。在“雙碳”大背景下，行業企業紛紛將目光聚焦于此，攻關核心技術裝備、建設規模化產業集群、研究下游應用領域，力求開辟出一條綠色低碳的發展路徑。在眾多企業和研究人員的努力下，我國CCUS產業已進入重要發展機遇階段。近日有專家預言稱，到2060年，CCUS產業將貢獻10億噸級碳匯。
CCUS迎來重大發展機遇 多個百萬噸級項目開工建設
《2060年世界與中國能源展望報告(2023版)》提出，在能源轉型過程中，化石能源直接利用碳排放規模較大，需依托CCUS等技術實現中和；CCUS是實現碳中和的兜底保障技術。據國際能源署(IEA)預測，要在2070年實現全球凈零排放，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主席李陽表示，全球CCUS項目的數量和規模正在迅速增加，第二十八屆聯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應用作為國際共識，全球各主要油氣公司都在加快CCUS技術和產業發展。
在我國，CCUS也已成為業內矚目的焦點之一。由中國21世紀議程管理中心、全球碳捕集與封存研究院、清華大學聯合發布的《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，我國已發布70余項涉及CCUS的政策文件，從規劃、標準、路線圖、技術目錄等多方面推動降碳技術實現規模化應用。
李陽指出，隨著我國碳交易市場運行以及產業政策和金融生態建設不斷推進，我國CCUS產業正處于重要發展機遇階段。近來我國CCUS示范項目不斷增加，項目規模亦不斷擴大，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劃和建設當中。
《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。
技術突破補全短板 加速構建零碳產業鏈
中國石油化工集團有限公司健康安全環保管理部副總經理劉春平指出，科技創新是實現石油石化碳中和的關鍵措施。CCUS產業的快速發展有賴于有關技術的不斷進步。
CCUS產業面臨的挑戰之一是如何高效運營二氧化碳管道。北京理工大學發布的《我國CCUS運輸管網布局規劃與展望》報告顯示，要實現碳中和目標，全國需建設總里程超過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。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油封存。
據悉，這是國內首條輸送二氧化碳規模達百萬噸/年、輸送距離達百千米、輸送相態為超臨界狀態的管道。項目建設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，并完成了液相二氧化碳管輸增壓泵等關鍵裝備攻關，補齊了我國CCUS全鏈條規模化發展的技術短板。
該項目是我國規模最大的CCUS全流程項目，也是石化零碳產業鏈構建的示范項目。而這條管線的投產，表明我國CCUS已經形成了規模化的樞紐工程。在技術方面，形成了二氧化碳驅油與封存的協同技術。這和先前傳統提高采收率增油項目不同，不僅要用二氧化碳進行驅油，關鍵是實現最大化的封存，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，實現了海上負碳技術的規模化應用，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展改革委、殼牌集團和埃克森美孚合作推進大亞灣區CCUS項目，建設我國首個海上規模化的CCUS產業集群，建成后二氧化碳封存量可達千萬噸。
拓展下游應用領域 “碳工業”整裝待發
對于CCUS技術，大家更注重的環節是‘用’，應該加大對CCUS的應用，以進一步實現減碳，同時，利用捕集的二氧化碳生產燃料，甚至生產新的、有附加值的化工產品。這種應用與目前的產業如鋼鐵、化工、水泥等進行耦合，就可以形成新的戰略產業。”
劉春平指出，要構建CCUS的全產業鏈技術體系，包括捕集、輸送、利用、封存等。他特別強調要拓展CCUS的應用領域。CCUS不光可用于驅油，更大的應用場景在二氧化碳化工領域，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利用等。
沈陽鼓風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，由其開發研制的全球規模最大的二氧化碳加氫制甲醇裝置壓縮機也已于2023年投產運營。
中國科學院院士、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技術不斷發展、產業規模不斷擴大，二氧化碳工業體系建設也已提上日程。“我們需要建立碳工業，這也是中國油氣工業界接續發展的新產業。”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，規模還將不斷擴大。因此，我們要加快構建二氧化碳工業體系建設，從碳的捕集到最后的碳金融，打造世界級的全能源系統碳中和盆地。實現全流程綠色低碳”。
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