江蘇油田首座碳中和光電采油項(xiàng)目于揚(yáng)州建成投產(chǎn)。 視覺中國供圖
CCUS可將二氧化碳從工業(yè)、能源生產(chǎn)等排放源或空氣中捕集分離，并加以利用或輸送到適宜場地封存，最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排。過去十年，我國在發(fā)展和部署CCUS方面取得顯著進(jìn)展，目前的在運(yùn)商業(yè)和示范項(xiàng)目每年可捕集近300萬噸的二氧化碳。
隨著最后100噸二氧化碳注入，作為我國陸上建成的首個頁巖油二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)示范區(qū)，位于甘肅省慶陽市慶城縣三十里鋪鎮(zhèn)的長慶油田頁巖油西233CCUS示范區(qū)第一階段二氧化碳注入試驗(yàn)順利完成。
長慶油田頁巖油開發(fā)分公司發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前長慶油田示范區(qū)已累計(jì)埋存注入二氧化碳達(dá)6.2萬噸，相當(dāng)于植樹造林56萬棵。在項(xiàng)目全周期內(nèi)，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)埋存二氧化碳14.4萬噸;采用的二氧化碳地層補(bǔ)能技術(shù)，可使油井產(chǎn)量提高3倍以上，預(yù)測最終采收率可達(dá)20%以上。
CCUS可將二氧化碳從工業(yè)、能源生產(chǎn)等排放源或空氣中捕集分離，并加以利用或輸送到適宜場地封存，最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的重要技術(shù)手段。
CCUS仍處于工業(yè)示范階段
根據(jù)國際能源署的預(yù)測，全球利用CCUS技術(shù)減碳的規(guī)模將在2030年、2035年和2050年分別達(dá)到16億噸、40億噸和76億噸，分別占2020年全球碳排放總量的4.7%、11.8%和22.4%。歐盟委員會發(fā)布的《凈零工業(yè)法案》提出，到2050年，歐盟要實(shí)現(xiàn)5000萬噸/年的碳封存能力。
中國21世紀(jì)議程管理中心和國際能源署聯(lián)合發(fā)布的《中國CCUS與氫能耦合報(bào)告》指出，過去十年，我國在發(fā)展和部署CCUS方面取得顯著進(jìn)展，目前的在運(yùn)商業(yè)和示范項(xiàng)目每年可捕集近300萬噸的二氧化碳。
“隨著CCUS技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)CCUS示范項(xiàng)目已從2021年底的49個增長到2022年底的104個。”中國21世紀(jì)議程管理中心社會事業(yè)處處長張賢說。
目前在國內(nèi)，中國石化集團(tuán)、中國石油天然氣集團(tuán)有限公司、中國華能集團(tuán)有限公司等均建有不同規(guī)模的CCUS示范項(xiàng)目，碳源主要集中在石油、電力、煤化工、化肥和水泥生產(chǎn)等領(lǐng)域。
2022年6月，科技部等九部門聯(lián)合印發(fā)了《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》，提出以二氧化碳捕集和利用技術(shù)為重點(diǎn)，開展CCUS與工業(yè)過程的全流程深度耦合技術(shù)研發(fā)及示范;著眼長遠(yuǎn)加大CCUS與清潔能源融合的工程技術(shù)研發(fā)，開展礦化封存、陸上和海洋地質(zhì)封存技術(shù)研究。
目前，我國34個省級行政區(qū)中已有29個發(fā)布了與CCUS相關(guān)的政策，各地對CCUS的創(chuàng)新技術(shù)部署也在持續(xù)加碼。不過，中國21世紀(jì)議程管理中心主任黃晶表示，現(xiàn)階段全球CCUS技術(shù)區(qū)域發(fā)展不均、行業(yè)成熟度參差不齊，其減排潛力仍有待釋放，總體捕集能力相比全球溫控2℃的目標(biāo)需求仍有較大差距。我國大部分CCUS技術(shù)仍處于工業(yè)示范階段，關(guān)鍵技術(shù)亟待突破，大規(guī)模全鏈條技術(shù)體系尚待形成。
推動CCUS商業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展
當(dāng)前，CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展仍面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)。黃晶說，未來CCUS產(chǎn)業(yè)想要進(jìn)一步發(fā)展，還需要強(qiáng)化研發(fā)、降低成本、刺激需求，促進(jìn)技術(shù)、市場、政策三大要素深度融合，實(shí)現(xiàn)CCUS商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用。
《中國CCUS與氫能耦合報(bào)告》指出，在煤炭資源豐富和具備二氧化碳封存條件地區(qū)，CCUS可為新增制氫產(chǎn)能提供可行、具有成本效益的選擇。
除了高成本外，技術(shù)創(chuàng)新也是影響CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的核心要素。中國石油集團(tuán)董事長、中國工程院院士戴厚良倡議，各界應(yīng)合力破解CCUS科學(xué)技術(shù)難題，形成以先進(jìn)工藝、高端設(shè)備產(chǎn)品為載體的技術(shù)體系，重點(diǎn)攻關(guān)低濃度二氧化碳低成本捕集技術(shù)，加強(qiáng)二氧化碳地質(zhì)利用、化工利用、生物利用技術(shù)的研發(fā)，構(gòu)建我國二氧化碳規(guī)模化利用工業(yè)體系;打造3至5個百萬噸級CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆こ蹋七M(jìn)千萬噸級CCUS產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)等。
此外，把CCUS納入碳市場、碳金融將激發(fā)相關(guān)企業(yè)的綠色減碳主動性。“目前，全國碳市場的激勵約束作用初步顯現(xiàn)，有效促進(jìn)了溫室氣體減排項(xiàng)目的發(fā)展，增強(qiáng)了重點(diǎn)排放單位‘排碳有成本、減碳有收益’的低碳發(fā)展意愿。”國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心副主任馬愛民表示。
創(chuàng)新實(shí)踐在多領(lǐng)域展開
自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局于今年1月發(fā)布了中國海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評價(jià)結(jié)果，中國海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力巨大，預(yù)測潛力達(dá)2.58萬億噸。中國地質(zhì)調(diào)查局局長李金發(fā)說，自然資源部將繼續(xù)細(xì)化全國主要沉積盆地二氧化碳地質(zhì)封存潛力評價(jià)，開展二氧化碳地質(zhì)儲存空間安全性評價(jià)，推廣適應(yīng)地質(zhì)空間持續(xù)用于二氧化碳利用和封存技術(shù)，全力保障碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)。
海底碳封存是目前國際上最成熟的二氧化碳負(fù)排放技術(shù)之一。2022年，我國首個海上二氧化碳封存示范工程設(shè)備在青島全部建造完成，布設(shè)在我國南海珠江口盆地的恩平15-1油田，預(yù)計(jì)今年6月份進(jìn)行二氧化碳灌注。該項(xiàng)目是將海上油田伴生的二氧化碳分離和脫水后，回注至地下咸水層，永久封存于地層深處，預(yù)計(jì)每年可封存二氧化碳約30萬噸，累計(jì)封存二氧化碳146萬噸以上。
“在2030年碳達(dá)峰之前，我國肯定會有一批海底碳封存示范工程推進(jìn)實(shí)施。估計(jì)到2035年左右，我國將形成一批規(guī)模化的海底碳封存商業(yè)項(xiàng)目。”我國海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評價(jià)工作牽頭負(fù)責(zé)人、中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所研究員陳建文說。
除了海底碳封存示范工程推進(jìn)實(shí)施外，我國首艘應(yīng)用CCUS技術(shù)的新船項(xiàng)目也于近日落地。中國船舶集團(tuán)有限公司旗下第七一一研究所(以下簡稱七一一所)與山東海洋集團(tuán)有限公司所屬山東華宸融資租賃股份有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方將共同實(shí)施我國首例新造船碳捕集系統(tǒng)試點(diǎn)工程。
針對船舶高碳減排率、低能耗和體積空間等應(yīng)用需求，七一一所聚焦高效吸收、低能耗分離、高密度低溫存儲等技術(shù)，開發(fā)了船用CCUS系統(tǒng)樣機(jī)，并完成試驗(yàn)驗(yàn)證。目前，七一一所已獲得中國船級社(CCS)、法國船級社(BV)等頒發(fā)的原則性認(rèn)可(AIP)證書，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CCUS中國技術(shù)方案。
由福建龍凈環(huán)保股份有限公司牽頭研發(fā)，垃圾焚燒煙氣胺法碳捕集國內(nèi)首套工程示范項(xiàng)目在平湖垃圾焚燒發(fā)電廠開展。項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果顯示，在垃圾焚燒煙氣二氧化碳含量約8%的條件下，系統(tǒng)二氧化碳捕集效率可達(dá)95%以上，每年可實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排4.4萬噸。
福建龍凈環(huán)保股份有限公司首席研發(fā)總監(jiān)莊燁說，該碳捕集工藝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了煙氣系統(tǒng)、有機(jī)胺吸收液循環(huán)系統(tǒng)、冷卻換熱系統(tǒng)等高效集成，大幅減少系統(tǒng)占地面積，配套自主研發(fā)的煙氣碳捕集工藝高精度自動控制系統(tǒng)，可提高二氧化碳吸收效率和運(yùn)行可靠性。“該CCUS技術(shù)示范工程的成功投運(yùn)，為下一步常規(guī)污染物、二氧化碳均實(shí)現(xiàn)超低排放的‘雙超低’提供了技術(shù)儲備。”莊燁說。
