□ 文/本刊記者 張建

CCUS，低碳發(fā)展的必然選擇

□ 文/本刊記者 張建

海宣/圖

4月17日至18日，陜甘寧內(nèi)蒙古地區(qū)二氧化碳捕集驅(qū)油及埋存工作研討會(huì)召開。中國(guó)石油、神華集團(tuán)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)三方齊聚，共同探討并推動(dòng)中國(guó)石油和神華集團(tuán)在鄂爾多斯盆地10萬噸級(jí)先導(dǎo)性試驗(yàn)及百萬噸級(jí)示范工程的加快實(shí)施，攜手推進(jìn)溫室氣體減排，這標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)跨行業(yè)CCUS項(xiàng)目的加速運(yùn)行。

能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的戰(zhàn)略方向

近年來，CCS(二氧化碳捕集與封存)一直是國(guó)際領(lǐng)域應(yīng)對(duì)氣候變化的熱點(diǎn)。我國(guó)結(jié)合本國(guó)實(shí)際，在CCS的基礎(chǔ)上提出了CCUS，即二氧化碳的捕集、利用與封存。

CCUS （Carbon Capture Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業(yè)設(shè)施中捕集提純，然后通過運(yùn)輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實(shí)現(xiàn)有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運(yùn)輸、長(zhǎng)期封存三個(gè)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了對(duì)二氧化碳利用的環(huán)節(jié)，目前主要方式包括提高采收率、食品級(jí)二氧化碳精制，以及其他工業(yè)利

用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實(shí)操作性。

隨著我國(guó)的不斷努力和實(shí)踐，CCUS逐漸成為國(guó)際社會(huì)的共識(shí)和行動(dòng)，也對(duì)我國(guó)低碳發(fā)展具有越來越重要的戰(zhàn)略意義，是低碳發(fā)展的必然抉擇。

二氧化碳捕集驅(qū)油及埋存為能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)步提供了廣闊市場(chǎng)，是一項(xiàng)創(chuàng)新性、革命性工作，為煤炭清潔利用尋找到了排污之路，為剩余油氣動(dòng)用提供了充足資源。

CCUS是我國(guó)能源領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略方向，正如中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李勇武所指出的，無論是煤炭企業(yè)還是石油企業(yè)，CCUS都是轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，未來CCUS有可能發(fā)展成一個(gè)重要的新興產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)前，我國(guó)已成為世界最大碳排放國(guó)，應(yīng)對(duì)氣候變化的壓力日益增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)碳排放總量79億噸，占世界總排放量的25%。預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)二氧化碳排放總量超過90.8億噸。盡管我國(guó)承諾到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年水平下降40%—45%，但總量仍將繼續(xù)增長(zhǎng)，有效減碳迫在眉睫。

提高能源效率、利用可再生能源、二氧化碳捕集與封存，這是目前國(guó)際公認(rèn)的減碳途徑。研究顯示，二氧化碳捕集與封存是具有巨大減排潛力的技術(shù)。按照國(guó)際能源署(IEA)的預(yù)計(jì)，二氧化碳捕集與封存的減排貢獻(xiàn)度能占全球總減排量的19%。

我國(guó)擁有廣闊的CCUS應(yīng)用市場(chǎng)，發(fā)展?jié)摿薮?。?jù)悉，2016—2030年，我國(guó)石油、天然氣、煤炭和可再生能源消費(fèi)總量年均增速2.3%，二氧化碳排放量年均增速1.8%，到2030年，我國(guó)二氧化碳排放總量約119億噸。中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)約130億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量適合二氧化碳驅(qū)油，可提高采收率15%，增加可采儲(chǔ)量19.2億噸，并封存二氧化碳約47億—55億噸，若考慮全部油藏潛力，則封存量達(dá)150億噸以上。

CCUS雖然是一種新興的前沿技術(shù)，但在捕集、運(yùn)輸和封存各環(huán)節(jié)所使用的技術(shù)，可借鑒傳統(tǒng)行業(yè)已有技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，如化學(xué)工業(yè)的捕集技術(shù)、石油開采中的提高采收率技術(shù)。這在一定程度上減少了前期研發(fā)投入，也吸引了企業(yè)的積極參與。目前國(guó)內(nèi)的CCUS示范項(xiàng)目主要由大型企業(yè)實(shí)施，如中國(guó)石油、中國(guó)石化、延長(zhǎng)石油、神華集團(tuán)、華能集團(tuán)等。

目前我國(guó)已投運(yùn)的CCUS示范項(xiàng)目，其捕集的二氧化碳主要以各種形式再利用或用以提高石油采收率為主。例如中國(guó)石油在吉林油田開展的二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存一體化項(xiàng)目，目前已進(jìn)入工業(yè)化推廣階段，階段封存二氧化碳63萬噸，二氧化碳驅(qū)油年產(chǎn)能20萬噸。吉林油田利用二氧化碳驅(qū)油效果明顯，可提高采收率22.8%，而且在驅(qū)油過程中，可實(shí)現(xiàn)二氧化碳的有效封存。預(yù)計(jì)到2020年，CCUS可為吉林油田減碳460萬噸。神華集團(tuán)鄂爾多斯10萬噸/年全流程CCS示范項(xiàng)目于2010年開工建設(shè)，2011年5月正式開始注入二氧化碳，截至目前已累計(jì)封存二氧化碳超過20萬噸，為其他項(xiàng)目的實(shí)施提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

全產(chǎn)業(yè)鏈合作的成熟典范

中國(guó)石油、神華集團(tuán)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)的三方合作旨在探索將神華集團(tuán)鄂爾多斯煤化工企業(yè)排放的二氧化碳，捕集后就近輸送至中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田用于驅(qū)油，在提高采收率的同時(shí)，最終實(shí)現(xiàn)封存二氧化碳的目的，被業(yè)界稱為國(guó)內(nèi)首次“跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨企業(yè)”的二氧化碳捕集利用及埋存（CCUS）全產(chǎn)業(yè)鏈合作。

此次合作對(duì)我國(guó)溫室氣體減排具有戰(zhàn)略意義，推動(dòng)了科技進(jìn)步，勾勒出良好的產(chǎn)業(yè)前景，是企業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的雙贏選擇，更會(huì)助力中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域掌握話語權(quán)。這個(gè)項(xiàng)目將為我國(guó)在氣候談判中爭(zhēng)取更多主動(dòng)權(quán)，也將為日后全產(chǎn)業(yè)鏈合作探索出一條成熟的運(yùn)作模式，促進(jìn)新產(chǎn)業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可謂“高碳產(chǎn)業(yè)，低碳發(fā)展”戰(zhàn)略的具體實(shí)踐。

雖然我國(guó)發(fā)展CCUS面臨很多機(jī)遇，但其高技術(shù)、高投入、高

成本、高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。想要確保二氧化碳供得上、用得起、注得進(jìn)、封得住，唯有各方合作，方能分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，降低成本，實(shí)現(xiàn)共贏。

發(fā)展CCUS產(chǎn)業(yè)面臨安全隱患。CCUS技術(shù)處理的是高濃度和高壓下的液態(tài)二氧化碳，一旦在運(yùn)輸、注入和封存過程中發(fā)生泄漏，會(huì)危及人身安全，甚至?xí)?duì)附近居民和生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響。

CCUS是高耗能產(chǎn)業(yè)。CCUS技術(shù)實(shí)際上是通過消耗額外的能源換取碳排放的降低。數(shù)據(jù)顯示，如果現(xiàn)代化燃煤電廠將排放二氧化碳的80%進(jìn)行捕集，將使電廠的能耗增加24%—40%。

CCUS的廣泛應(yīng)用要應(yīng)對(duì)高昂捕集成本的挑戰(zhàn)。在目前的技術(shù)水平下，不論是電廠配合燃燒前捕集技術(shù)，還是普通熱電廠的燃燒后捕集技術(shù)，引入二氧化碳捕集環(huán)節(jié)都將造成發(fā)電成本增加。中科院工程熱物理研究所的數(shù)據(jù)顯示，華能集團(tuán)上海石洞口捕集示范項(xiàng)目，捕集90%的排放二氧化碳，將使發(fā)電成本從大約每千瓦時(shí)0.26元提高到0.5元，成本幾近翻番。

在油田注入和埋存方面，與國(guó)外已實(shí)施二氧化碳驅(qū)油的油藏不同，我國(guó)油藏多為陸相沉積，二氧化碳與地下原油實(shí)現(xiàn)混相難度大；同時(shí)也缺少系統(tǒng)的評(píng)價(jià)理論和工程方法。打通技術(shù)集成應(yīng)用的難關(guān)，實(shí)現(xiàn)CCUS產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；⑸虡I(yè)化快速發(fā)展，有賴于煤化工企業(yè)、油氣生產(chǎn)商、行業(yè)協(xié)會(huì)以及政府的聯(lián)合協(xié)同，一盤棋加以推進(jìn)。

此前，中國(guó)石油、神華集團(tuán)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合成立了陜甘寧內(nèi)蒙古地區(qū)二氧化碳捕集、驅(qū)油和封存工作領(lǐng)導(dǎo)小組，以加強(qiáng)對(duì)這些地區(qū)碳捕集、驅(qū)油和封存工作的組織領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)，并完成商業(yè)模式和相關(guān)政策研究，力爭(zhēng)將CCUS一體化技術(shù)做大做強(qiáng)并加以商業(yè)化推廣，這開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)CCUS跨部門合作的典范。

神華集團(tuán)可提供二氧化碳?xì)庠矗谛滦兔夯さ亩趸疾都?、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)具有技術(shù)特長(zhǎng)；中國(guó)石油可實(shí)施二氧化碳驅(qū)油及埋存，在二氧化碳注入驅(qū)油和埋存等環(huán)節(jié)具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這讓建設(shè)跨部門、跨行業(yè)的CCUS技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)合體成為了需要和可能。開展跨行業(yè)強(qiáng)強(qiáng)合作，不僅可以更高效地實(shí)現(xiàn)二氧化碳捕集、運(yùn)輸、驅(qū)油及埋存全產(chǎn)業(yè)鏈試驗(yàn)和示范，也能為將來跨行業(yè)建設(shè)CCUS項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。

CCUS是一項(xiàng)應(yīng)對(duì)氣候變化的技術(shù)需求，是一種能大規(guī)?？刂茰厥覛怏w排放的有潛力的技術(shù)，成本過高無疑是CCUS加快發(fā)展的掣肘。對(duì)此，專家建議，進(jìn)行跨部門合作，比如把新型煤化工和油氣開采結(jié)合起來，統(tǒng)籌規(guī)劃，一體化推進(jìn)；此外，國(guó)家政策要大力支持，通過碳稅補(bǔ)貼或稅收減免，削減一部分成本。國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)也值得借鑒，開拓二氧化碳利用途徑來提高經(jīng)濟(jì)效益，從而降低CCUS總體成本。比如，美國(guó)已經(jīng)開始實(shí)施二氧化碳制塑料生產(chǎn)線的商業(yè)化，日本正在研究利用二氧化碳合成藥物，德國(guó)拜耳正在研究基于二氧化碳原料的聚氨酯生產(chǎn)方法等。

二氧化碳封存是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及政府宏觀規(guī)劃布局、公共安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等綜合性問題，需要投入大量人力、物力和資本?？紤]到技術(shù)方面的挑戰(zhàn)和不確定性，我國(guó)CCUS的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。

2013年11月，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在北京正式成立。聯(lián)盟由中國(guó)石油、中國(guó)石化、華能集團(tuán)和國(guó)電集團(tuán)4家作為理事長(zhǎng)單位牽頭建立，旨在不斷完善合作機(jī)制，組織好二氧化碳利用、CCUS提高能效與降低成本、CCUS安全環(huán)保監(jiān)測(cè)與控制等重點(diǎn)發(fā)展方向上的研發(fā)與示范，采取積極行動(dòng)加強(qiáng)國(guó)際交流與合作，通過聯(lián)盟帶動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作引領(lǐng)我國(guó)CCUS技術(shù)進(jìn)步，爭(zhēng)取到2030年CCUS在我國(guó)控制溫室氣體排放中發(fā)揮更大的作用。

CCUS產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，體現(xiàn)了各方共建生態(tài)文明的使命感。企業(yè)主體加大技術(shù)創(chuàng)新力度，降低技術(shù)應(yīng)用成本，加之國(guó)家相關(guān)政策和激勵(lì)機(jī)制的有利扶持，為CCUS的商業(yè)化應(yīng)用營(yíng)造有利環(huán)境，“高碳產(chǎn)業(yè)，低碳發(fā)展”之路必將越走越遠(yuǎn)。