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(jué)中國(guó)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(chǎng)地封存，最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排。過(guò)去十年，我國(guó)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(wàn)噸的二氧化碳。

隨著最后100噸二氧化碳注入，作為我國(guó)陸上建成的首個(gè)頁(yè)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(yáng)市慶城縣三十里鋪鎮(zhèn)的長(zhǎng)慶油田頁(yè)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(zhǎng)慶油田頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)分公司發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前長(zhǎng)慶油田示范區(qū)已累計(jì)埋存注入二氧化碳達(dá)6.2萬(wàn)噸，相當(dāng)于植樹(shù)造林56萬(wàn)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(wàn)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(cè)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(chǎng)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(guó)際能源署的預(yù)測(cè)，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(huì)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(wàn)噸/年的碳封存能力。

中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心和國(guó)際能源署聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)CCUS與氫能耦合報(bào)告》指出，過(guò)去十年，我國(guó)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(wàn)噸的二氧化碳。

“隨著CCUS技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)CCUS示范項(xiàng)目已從2021年底的49個(gè)增長(zhǎng)到2022年底的104個(gè)。”中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心社會(huì)事業(yè)處處長(zhǎng)張賢說(shuō)。

目前在國(guó)內(nèi)，中國(guó)石化集團(tuán)、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司、中國(guó)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(mén)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(kāi)展CCUS與工業(yè)過(guò)程的全流程深度耦合技術(shù)研發(fā)及示范;著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)加大CCUS與清潔能源融合的工程技術(shù)研發(fā)，開(kāi)展礦化封存、陸上和海洋地質(zhì)封存技術(shù)研究。

目前，我國(guó)34個(gè)省級(jí)行政區(qū)中已有29個(gè)發(fā)布了與CCUS相關(guān)的政策，各地對(duì)CCUS的創(chuàng)新技術(shù)部署也在持續(xù)加碼。不過(guò)，中國(guó)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(guó)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(dòng)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(shuō)，未來(lái)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(chǎng)、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(guó)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(guó)石油集團(tuán)董事長(zhǎng)、中國(guó)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(guó)二氧化碳規(guī)模化利用工業(yè)體系;打造3至5個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆こ蹋七M(jìn)千萬(wàn)噸級(jí)CCUS產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)等。

此外，把CCUS納入碳市場(chǎng)、碳金融將激發(fā)相關(guān)企業(yè)的綠色減碳主動(dòng)性。“目前，全國(guó)碳市場(chǎng)的激勵(lì)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(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國(guó)際合作中心副主任馬愛(ài)民表示。

創(chuàng)新實(shí)踐在多領(lǐng)域展開(kāi)

自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于今年1月發(fā)布了中國(guó)海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)結(jié)果，中國(guó)海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力巨大，預(yù)測(cè)潛力達(dá)2.58萬(wàn)億噸。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局局長(zhǎng)李金發(fā)說(shuō)，自然資源部將繼續(xù)細(xì)化全國(guó)主要沉積盆地二氧化碳地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)，開(kāi)展二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存空間安全性評(píng)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(guó)際上最成熟的二氧化碳負(fù)排放技術(shù)之一。2022年，我國(guó)首個(gè)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(guó)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(wàn)噸，累計(jì)封存二氧化碳146萬(wàn)噸以上。

“在2030年碳達(dá)峰之前，我國(guó)肯定會(huì)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(guó)將形成一批規(guī)模化的海底碳封存商業(yè)項(xiàng)目。”我國(guó)海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)工作牽頭負(fù)責(zé)人、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所研究員陳建文說(shuō)。

除了海底碳封存示范工程推進(jìn)實(shí)施外，我國(guó)首艘應(yīng)用CCUS技術(shù)的新船項(xiàng)目也于近日落地。中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司旗下第七一一研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(guó)首例新造船碳捕集系統(tǒng)試點(diǎn)工程。

針對(duì)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(chǔ)等技術(shù)，開(kāi)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(guó)船級(jí)社(CCS)、法國(guó)船級(jí)社(BV)等頒發(fā)的原則性認(rèn)可(AIP)證書(shū)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CCUS中國(guó)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(guó)內(nèi)首套工程示范項(xiàng)目在平湖垃圾焚燒發(fā)電廠開(kāi)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(wàn)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(shuō)，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(dòng)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(chǔ)備。”莊燁說(shuō)。