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    7月16日，全国碳排放交易权开市，中国成为全球最大碳市场，CCUS迎来发展窗口期。我国提出力争到2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。非化石能源短中期内尚无法动摇油、气、煤的主体地位，森林碳汇被经济发展和占地矛盾掣肘，因此，涵盖二氧化碳捕集、利用与封存三大环节的CCUS被认为是一条必行之路。据国际能源署预测，到2050年，CCUS将贡献约14%的二氧化碳减排量。目前，我国已实施CCUS示范项目合计规模310万吨/年，其中，中国石化实施二氧化碳驱油项目36个，累计覆盖地质储量4150万吨，累计增油41万吨、封存二氧化碳214万吨。2021年7月5日，中国石化启动齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目，“十四五”期间还将依托南化公司等炼化企业的稳定气源，在华东油气、江苏油田再建设一个百万吨级CCUS示范基地，进一步引领推动CCUS产业发展。

    □本报记者 符 慧 秦紫函 通讯员 尹 倩

    7月16日，全国碳排放交易权开市，中国成为全球最大碳市场，首笔交易价格为每吨52.78元，总共成交16万吨，碳减排将为企业带来实实在在的价值。

    CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage）涵盖二氧化碳捕集、利用与封存三大环节，其发展应用将有效提升碳减排能力，为搭建“人工碳循环”提供新可能，有力推动国家碳达峰碳中和目标实现。

    距离我国2030年实现碳达峰不到10年，CCUS产业迎来蓄力发展的重要窗口期。

    不广泛应用CCUS技术，净零排放目标将无法实现

    到目前，具有里程碑意义的《巴黎气候变化协定》通过满5年，中、日、韩、欧盟等陆续作出碳中和承诺，美国亦重回《巴黎协定》，越来越多国家和地区积极应对气候变化。

    我国提出力争到2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。到2030年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米。

    非化石能源加速增长，但短中期内无法打破一次能源消费以原油、天然气、煤炭为主的格局；森林碳汇不断增加，但始终被经济发展和占用土地的矛盾掣肘。在这些前提下，CCUS被认为是一条必行之路。

    有分析称，有效恢复“人类行为打破的自然‘碳循环’”是碳中和可持续的关键。目前，全球碳减排主要有赖于绿色植物的光合作用，但单纯依靠自然途径难以实现可持续的碳中和，而CCUS技术为搭建“人工碳循环”提供了新可能，这一技术的发展与应用将有效提升地球生态系统的碳消耗能力，进而真正实现系统碳平衡。

    国际能源署（IEA）近期发布《清洁能源过渡中的CCUS》报告也赞同上述观点，表示如果不广泛应用CCUS技术，各国的净零排放目标将无法实现。

    目前，全球每年碳捕集量约为4000万吨，按照当前各国的减排计划估计，2030年须增至8亿吨。要实现这个目标，到2030年，CCUS投资须增加1600亿美元，是10年前的10倍。此前，CCUS投资在全球每年清洁能源和技术投资中占比一直不足0.5%。

    据IEA预测，到2050年，CCUS将贡献约14%的二氧化碳减排量，迎来发展风口。

    二氧化碳驱油技术迈入市场爆发前期

    CCUS作为减碳固碳技术，已成为多个国家碳中和行动计划的重要组成部分，英、日、澳等国纷纷制定政策鼓励CCUS发展。

    CCUS最初用于大型煤电厂，主要捕集其所产生的二氧化碳，再运到适宜的地质结构中封存，或注入油气田提高采收率。CCUS投资及运行成本较高，若仅以二氧化碳封存为目的，经济效益差，使用二氧化碳驱油则相对成熟且具有经济效益，是大部分CCUS项目的路径。

    二氧化碳驱油与封存技术的原理，是通过超临界二氧化碳与原油混相，增强原油流动性，有效驱替微孔中的原油，大幅提高采收率；二氧化碳通过置换油气、溶解与矿化作用，实现地下封存。

    二氧化碳驱油首次应用是在上世纪70年代，现已逐步发展为CCUS主流技术。特别是近年来，该技术在非常规和高难度油藏开发中的经济性逐渐增强。IEA报告显示，目前每日有50万桶原油来自二氧化碳驱油。

    当前，美国在运行的二氧化碳驱油项目每产出1桶原油需要注入300~600千克二氧化碳。按照1桶原油燃烧排放400千克二氧化碳、生产加工运输排放100千克二氧化碳计算，成熟的二氧化碳驱油项目为原油全生命周期实现碳中和甚至“负碳”提供了可能。

    “以人为碳循环模式实现闭环碳中和”十分吸引人，然而真正决定结果的是市场。二氧化碳驱油项目是否具备竞争力，取决于油藏适宜性、二氧化碳来源稳定性和经济性等。比如，美国二氧化碳驱油项目中有70%的二氧化碳来自自然环境，经济性欠佳。

    随着碳达峰碳中和成为全球大部分国家的共识，政府之手与市场之手或将优势互补，推动二氧化碳驱油技术迈入市场爆发前期。比如，美国出台45Q条款大幅提升CCUS项目最高税收抵免额。

    我国也加快行动，6月中旬，国家发改委发出通知，要求各地和中央企业报送CCUS项目有关情况，这意味着CCUS产业发展被提上日程。全国碳排放权交易开市，将带来巨大的碳交易规模，驱动CCUS项目快速发展。

    中国石化拥有领先的CCUS技术系列及丰富的实践经验

    回望国内市场，拥有稳定可靠的工业副产二氧化碳，并具备引入油田驱油、封存条件的，不外乎具有上中下游一体化优势的大型石油化工企业，中国石化便是其中之一。

    2015年，南化公司、华东油气携手合作，由华东油气液碳公司采用产销承包模式回收南化公司合成氨、煤制氢装置的二氧化碳尾气，用于油田压注驱油，开中国石化内部企业间二氧化碳资源综合利用的先河。

    中国石化目前共有适宜二氧化碳驱油的石油地质储量约25亿吨，已形成CCUS技术系列，部分技术世界先进，并积累了较为丰富的工程应用经验，截至目前共实施二氧化碳驱油项目36个，累计覆盖地质储量4150万吨，累计增油41万吨、封存二氧化碳214万吨。

    在二氧化碳捕集方面，中国石化自上世纪80年代起就开展相关技术攻关应用，其中低分压二氧化碳捕集、催化热钾碱法脱碳、位阻胺法脱碳等自主技术达到国内领先、世界先进水平。目前，低分压二氧化碳捕集技术在国内50余套装置上应用，每年可捕集二氧化碳20多万吨；使用催化热钾碱法、位阻胺法脱碳技术运行装置40余套，每年从工业循环气、天然气等气源中脱除二氧化碳上千万吨。

    由石油工程设计公司设计、胜利油田建设的胜利电厂烟气二氧化碳捕集纯化工程于2010年9月投产，该项目将胜利电厂排放烟气中的二氧化碳捕集提纯后用于胜利油田高89区块进行驱油封存，是国内外首个燃煤电厂烟气CCUS全流程示范工程，实现碳减排封存的同时提高了原油采收率。中国石化编制了国内首个针对烟气二氧化碳捕集的国家标准，填补了该领域的空白。

    在二氧化碳管输方面，中国石化自2009年起就开展大规模、长距离二氧化碳管道输送技术研究，石油工程设计公司形成了二氧化碳管道输送工艺设计、管输方式适应性分析、管道泄漏研究与止裂等技术，研发了超临界管输水力计算模型，主持编制二氧化碳管输行业标准，目前已具备开展不同相态二氧化碳管道输送设计建设的能力。

    在驱油与封存方面，中国石化在华东、胜利、中原、江苏等油田积极开展矿场试验，探索二氧化碳高压混相驱开发模式，有效解决特低渗透油藏采油难题；创新建立“吞吐驱替协同”的注二氧化碳开发模式，实现封闭小断块油藏有效开发；试验证实水驱后特高含水油藏二氧化碳驱进一步提高采收率的可行性，在中原油田建立我国首个高含水油藏工业炼厂尾气驱油、循环利用及封存基地。

    作为中国石化CCUS主战场之一，胜利油田早在2008年便在高89-1等7个区块开展二氧化碳驱矿场试验，累计动用地质储量650万吨、注入二氧化碳43万吨，实现增油10万吨、封存二氧化碳40万吨。

    距离胜利油田约100公里的齐鲁石化是二氧化碳的主要来源地之一。2018年，中国石化重大示范工程项目——胜利油田低渗透油藏二氧化碳混相驱技术研究及示范应用项目启动，两家企业合作推动低渗透油藏开发。

    2019年，胜利油田勘探开发研究院气驱提高石油采收率实验室被列为中国石化重点实验室。胜利油田负责人介绍，近年来，该油田逐步深化二氧化碳驱油与封存机理认识，明确了混相驱技术原则，提出了气水交替注入模式，探索了压驱快速补充地层能量的新方法，解决了低渗透油藏“注不进、采不出、采油速度低、采收率低”的难题。

    目前，胜利油田还自主开发了二氧化碳存储、注入、计量控制的标准化橇块，特别是新型注入泵实现无排空注入，提高了工程建设和注入的质量、效率；建立了断层安全性定性评价标准和CCUS环境监测体系，提升了对土壤、大气、地下水、植被等环境介质的监测能力，保障二氧化碳长期安全埋存。

    国内首个百万吨级CCUS项目建设启动

    经过十多年的理论、技术和实践积累，2021年7月5日，中国石化启动齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目。

    该项目由齐鲁石化二氧化碳捕集和胜利油田二氧化碳驱油与封存示范工程两部分组成。项目团队将咬定国内“技术第一、效益第一”总目标，通力协作、倒排工期，着力降低项目成本、加快突破技术瓶颈、严密防控运行风险、及时总结成功经验，全力打造CCUS全链条示范基地和标杆工程，为国家推进CCUS规模化发展提供应用案例。

    项目选择胜利油田正理庄油田为示范区块，石油地质储量2562万吨，设计无人值守注气站10座，油气全部采用密闭管输，采出气及采出水全部回收回注，确保废水不落地、废气不上天。

    齐鲁石化负责人介绍，根据原料气、产品气和存储运输方式，该公司增设制冷机组回收余热，降低冰机运行负荷和电耗，降低运行能耗和液态二氧化碳产品成本，相应减少碳排放。

    项目建设期间，中国石化将以打造技术先导型公司为依托，构建科研攻关大兵团模式，聚焦驱油与封存协同机制、一体化优化方法、封存安全性评价方法、封存量化核查方法等关键理论与技术，加快形成不同类型储层驱油与封存双赢的关键技术体系。

    中国石化还将发挥一体化产业链优势，着力提高经济性、安全性，力争到“十四五”末，依托南化公司等炼化企业的稳定气源，在华东油气、江苏油田再建设百万吨级CCUS示范基地。

    到目前，我国已实施CCUS示范项目合计规模310万吨/年，中国石化百万吨级项目体量巨大、意义重大，“不仅能够增强公司减碳能力，而且能够为我国大规模开展CCUS项目建设提供更丰富的工程经验和技术数据，促进二氧化碳在更广领域、更深层次的工业利用”。

    近日，由南化公司提供工艺包开发、石油工程建设公司提供工程设计的国内最大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集工程——陕西国华锦界电厂15万吨/年项目通过168小时试运行。

    中国石化将依托示范工程研究建立技术体系，形成可复制、可推广、可输出的配套技术产品序列和标准模式，进一步引领推动CCUS产业发展，为保障国家能源安全和国家实现碳达峰碳中和目标作出更大贡献。