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   第6版:中国石化报06版
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雪佛龙高庚CCS项目未达标引争议

雪佛龙7月中旬宣布,(过去5年)已在地下封存500万吨二氧化碳,但这离其承诺的每年封存400万吨目标相差太远。CCS技术怀疑派认为,化石燃料领域的CCS贵而不惠。该项目的成败或影响化石能源的未来走向
2021年08月20日 来源: 中国石化报  作者:
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澳大利亚政府寄希望于在高庚LNG项目合同生产期内,通过CCS技术封存1亿吨二氧化碳。

    核心阅读

    雪佛龙澳大利亚高庚LNG项目2009年获批,由雪佛龙澳大利亚子公司运营,合伙人包括埃克森美孚和壳牌澳大利亚子公司,另外还有几家日本公司。该项目最大的特色和卖点是包括全球最大的商业二氧化碳捕集和封存(CCS)项目,承诺第一个5年期内将采出的二氧化碳80%注入地下封存。CCS的成败随着近年来气候变化应对趋势的演进,日益成为判断化石能源行业未来走向的重要指针之一。

    石油行业正面临越来越尴尬的舆论环境,政府和股东都迫其转型,石油公司试图通过CCS技术为油气资产续命,高庚项目便是最重要的尝试之一。通过CCS技术实现天然气低碳开发,一直被视为油气行业相当有前景的途径。但雪佛龙公开承认其CCS项目失败,对油气项目CCS发展造成重大打击。

    但壳牌天然气、可再生能源和新能源综合部负责人近日表示,CCS技术或成为油气公司新盈利板块。油气公司在减少油气开采导致的温室气体排放的同时,可为其他去碳化“老大难”行业开展CCS服务。汇丰控股分析师在报告中称,许多排放大国或将CCS外包,为油气公司布局新业务提供了契机。

    本版文图除署名外由 卢雪梅 提供

    雪佛龙位于西澳大利亚州的高庚LNG项目2009年获得该州政府的批准,这不仅是全球最大的天然气项目之一,而且是澳大利亚史上最大的单项资源开发项目。该项目由雪佛龙澳大利亚子公司运营,持股47.3%,合伙人包括埃克森美孚(25%)和壳牌的澳大利亚子公司(25%),另外还有几家日本公司持有少量股份。

    该项目包括在巴罗岛建一家液化天然气(LNG)厂和供应澳大利亚天然气的工厂,最大的特色和卖点是包括了全球最大的商业二氧化碳捕集和封存(CCS)项目,即承诺在其第一个5年期内将采出的二氧化碳的80%都注入地下永久封存,而CCS的成败随着近年来气候变化应对大趋势的演进,日益成为判断化石能源行业未来走向的重要指针之一。

    有着100多年历史的石油行业,正面临着越来越尴尬的舆论环境。政府和股东都对石油公司施压迫其转型,但对化石能源资产一时仍难以割舍的大型石油公司,试图通过CCS技术为油气资产续命,高庚项目便是其中最重要的尝试之一。通过CCS技术,实现天然气的低碳开发,一直被视为油气行业相当有前景的一条途径。但遗憾的是,13年后的当下,雪佛龙终于公开承认其CCS项目失败,这对油气项目CCS的发展前景造成了重大打击。

    高庚CCS项目被寄予厚望

    雪佛龙能在2009年获准在西澳大利亚州巴罗岛自然保护区打造高庚LNG项目(价值550亿美元),很大程度上源于其所承诺的CCS前景:将开采产生的数百万吨二氧化碳埋入岛底。雪佛龙、壳牌和埃克森美孚开展高庚LNG项目前,西澳大利亚州政府就对项目中二氧化碳的封存提出了两项明确的要求:一是必须采取一切可行的方法,将在天然气处理过程中产生的所有二氧化碳注入地下;二是5年内对气藏开采过程中释放出的二氧化碳的80%进行封存。因此,按照项目规划,高庚CCS项目应实现年捕集和封存400万吨二氧化碳,也即其开采气藏所排放二氧化碳的80%。

    为了帮助这项新技术起步,澳大利亚联邦政府还通过低排放技术示范基金为高庚LNG项目贡献了6000万澳元(约合2.86亿元人民币)的资金以实施CCS。政府的美好希冀是在高庚LNG项目长达40年的合同生产期内,通过CCS技术存储1亿吨的二氧化碳。这也从侧面表明,澳大利亚政府对二氧化碳封存的积极性。雪佛龙也分3次领取了该笔款项。但结果却事与愿违,虽然目前雪佛龙还未公布完整数据,但其未能实现5年期CCS目标一事已坐实。

    命运多舛的CCS项目

    由于预算超支等原因,高庚LNG项目推迟了两年,于2016年3月才启动第一条LNG生产线的运营,超支额也高达180亿美元。在接下来的一年里,雪佛龙的第二条和第三条LNG生产线也相继投产。但雪佛龙对于其向西澳大利亚州政府承诺的CCS项目却一再拖延。到2016年中期,注气井仍未完工,井口设备未能安装,二氧化碳管道也未能就位。后来又接二连三出现技术问题。

    雪佛龙在高庚CCS项目上的延误违背了其关于“采取所有可行手段”封存二氧化碳的承诺。背后的原因其实也很简单,CCS项目的实施比预想的要困难得多。

    CCS项目在工艺理论上并不复杂。第一步是二氧化碳的捕集,这一步雪佛龙做得不错。高庚LNG项目所用的天然气主要来自两个海上气田,一是Jansz-Io气田,产生的二氧化碳很少,可忽略不计;另一个便是高庚气田,其采出气中二氧化碳的含量约为14%。LNG厂在对天然气进行液化前必须将这部分二氧化碳与天然气进行分离,以免造成设备腐蚀。

    第二步是CCS技术的关键:封存。雪佛龙早在1998年就开始研究二氧化碳的封存,按说工艺应该相当成熟了。雪佛龙在CCS项目上的投入也不小。高庚LNG项目进展到2020年中期时,雪佛龙对CCS项目的投入已达31亿美元,但事实证明依然存在问题。LNG厂每年产生的二氧化碳高达400万吨,这些气体需要被压缩成超临界相,即具有液体的密度,但又能像气体一样自由流动。按照雪佛龙的设计,分离出的二氧化碳将通过7公里长的管道运至注气井,泵入2000多米深、400米厚的砂岩层中。与此同时,距注入井约4公里处、同一地层中的水则被举升至地面,为注入的二氧化碳腾出空间,再注入原地层上方的另一套岩层中。

    实施过程中,雪佛龙遭遇一系列难题。雪佛龙于2017年4月启动了二氧化碳压缩机,但发现压缩机存在严重的设计问题,极易导致水和二氧化碳发生混合,生成碳酸,严重腐蚀设备。几个月后,雪佛龙报称,需要对压缩机进行改动,二氧化碳注入需延迟到2018年中期。到了2018年中期,压缩机改造仍未完成,雪佛龙又将首次注入二氧化碳的时间推迟到2019年初。而后又再次延期,直到2019年8月才终于开始注入。

    然而命运再次跟雪佛龙开起了玩笑,延迟3年半后的二氧化碳注入依然不顺利,原来用于排水的井在试井时出现了砂堵,导致整个存储系统无法正常运行。2020年,经过西澳大利亚州矿业、工业法规和安全部门的一系列协调和批准,雪佛龙在不抽水的情况下,直接向地层中注入二氧化碳,但平均注入率只达到设计最大产能的70%。雪佛龙表示,如果不将地层中的水抽走,注入二氧化碳需要更大的压力,这可能导致注入井周围的岩石破裂,也可能永久损害压力系统的性能。2020年12月,西澳大利亚州的监管机构只得同意降低二氧化碳的注入速率,使雪佛龙有时间修复压力系统。

    实际上,高庚LNG项目投产的5年半以来,二氧化碳注入系统从未“消停”过,总是出现这样那样的问题,这让西澳大利亚州的管理层彻底失去了耐心。

    与政府拉锯

    7月中旬,雪佛龙宣布,已成功在地下封存500万吨二氧化碳,但这离其承诺的每年封存400万吨二氧化碳的目标相差太远。2016年起至今,已过去5个年头,而雪佛龙仅完成少部分二氧化碳的封存。当现场工程师为技术问题挠头之际,雪佛龙及其合伙公司也试图通过政治途径想办法减负,与西澳大利亚州政府之间开始了“讨价还价”。

    双方首先就如何界定第一个5年计划的开始日期展开了拉锯。按照之前的约定,雪佛龙等需从那时起将采出的二氧化碳的80%注入储层。经过斡旋,西澳大利亚州环境保护局最终同意不从LNG生产开始时计时,改为每条LNG生产线获得运营许可证时算起,高庚的第二条LNG生产线于2016年10月投产,第三条生产线于2017年3月投产,但雪佛龙直到2018年7月才获得这些生产线的运营许可证。雪佛龙辩称,此前,这两条生产线多用于启动后短期调试。如此一来,雪佛龙及其合伙人所应负担的二氧化碳注入量就被大幅减少了。

    根据雪佛龙的一系列表现,西澳大利亚州政府的耐心已消磨殆尽,要求雪佛龙告知如何才能实现其承诺的注碳目标,并提交补足欠注二氧化碳的方案。雪佛龙希望通过谈判将时间延长,或者通过交易购买配额。但考虑到雪佛龙的一贯表现,获得政府延时许可的可能性不大。如果通过交易购买配额,按照当前的行情,每吨二氧化碳超过20澳元,雪佛龙将为此支出超过两亿澳元。

    雪佛龙与政府斡旋的同时表示,将在下半年对外公布细节。对于无法按预期实现二氧化碳封存,雪佛龙称,CCS项目是先导项目,优化系统需要大量时间,否则无法保证未来40多年的正常运行。

    对油气行业的负面影响

    CCS技术怀疑派则认为,雪佛龙的败局纯属意料之中。其称,CCS技术虽然经过了几十年的研究、投资无数,但并没有形成具体的成果,此次雪佛龙公开承认失败再次表明,化石燃料领域的CCS根本就是贵而不惠。反对派还认为,过去十年,可再生能源,如风能和太阳能,都通过技术革新和规模化生产实现了大幅的成本下降,但CCS技术成本却依旧岿然不动。一些环保人士也对此事大肆攻击。原来持支持态度的澳大利亚政府现在也陷入进退两难的境地。

    可以说,雪佛龙CCS项目的失败不仅是西澳大利亚州的损失,它的示范意义甚至可能左右化石能源的未来。西澳大利亚州政府认为,如果在雪佛龙与其两大合作伙伴壳牌和埃克森美孚的共同推进下,在高庚LNG项目获批十几年后仍无法顺利实现二氧化碳的封存,则其关于2050年前大规模启动全球CCS项目计划的可能性就令人起疑了。

 

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