文/本刊記者 陸曉如
油氣生產(chǎn)與綠色低碳發(fā)展存在矛盾,但可以通過技術進步、科技創(chuàng)新等實現(xiàn)二者協(xié)同。
● “油氣行業(yè)綠色低碳發(fā)展應首先加快天然氣的發(fā)展?!?/p>
專 家 簡 介
李陽,油氣田開發(fā)地質、開發(fā)工程專家,教授級高級工程師,博士生導師,中國工程院院士。
曾任勝利油田有限公司總經(jīng)理、中國石化油田事業(yè)部主任、中國石化副總工程師、國家973 計劃項目首席科學家。現(xiàn)任國家重大專項 “大型油氣田及煤層氣開發(fā)”技術副總師、中國石化氣驅提高采收率重點實驗室學術委員會主任、石油工程師協(xié)會(SPE)中國南方分部主席。
長期從事油田開發(fā)基礎理論和關鍵技術研究,主要研究方向為陸相高含水老油田、海相碳酸鹽巖縫洞型油藏、CCUS 及油氣田開發(fā)配套工程技術等領域。曾獲“李四光地質科學獎”、“孫越崎能源大獎”、“何梁何利產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎”和國家科技進步二等獎等。
2019 年12 月15 日,聯(lián)合國氣候變化馬德里大會落幕。雖然聯(lián)合國秘書長古特雷斯在大會現(xiàn)場再次強調時間的緊迫性,呼吁各方“現(xiàn)在就行動”,但這次史上耗時最長的聯(lián)合國氣候變化大會,因談判各方分歧嚴重,未就《巴黎協(xié)定》第六條實施細則談判這項核心任務達成共識,還是“以沒有價值的妥協(xié)”告終。各方普遍感到失望。
中國作為最大的發(fā)展中國家,雖然仍面臨著改善民生等艱巨發(fā)展任務,但始終積極承擔符合自身發(fā)展階段和國情的國際責任,采取實實在在的舉措,百分之百地落實承諾,做出的減排貢獻有目共睹。
油氣行業(yè)既是能源提供者也是能源消耗大戶,近年來為節(jié)能降耗、綠色發(fā)展做出了積極的努力與貢獻。
未來,油氣行業(yè)應如何進一步推進綠色低碳發(fā)展?本刊記者采訪了中國工程院院士李陽。
中國石油石化:李陽院士,您好!綠色低碳發(fā)展已成為全社會的廣泛共識。在您看來,能源行業(yè)應如何綠色低碳發(fā)展?
李陽:我國經(jīng)濟社會發(fā)展受到資源和環(huán)境的雙重制約。
資源方面,我國能源需求量大,但富煤、貧油、少氣的能源供應格局短期內(nèi)難以改變。因此,國家油氣對外依存度不斷攀升,油氣供給安全面臨巨大壓力。
環(huán)境方面,煤炭在一次能源消費結構中占比高,能源利用效率低。
預計2020 年、2030 年,煤炭在一次能源消費結構中的占比仍高達58%、50%。2018年,我國GDP能耗1.57噸標準煤/10000美元,是2018 年世界能耗強度水平的1.3 倍。
我國碳排放量居高不下。2018 年,我國碳排放量已達到100 億噸,占全球碳排放總量的27.17%。
實施能源革命戰(zhàn)略,是解決資源和環(huán)境約束的根本途徑。
推動能源轉型,由此實現(xiàn)能源行業(yè)綠色低碳、高質量發(fā)展,從具體實施來說大概要經(jīng)歷三個階段。
2020 年之前,是化石能源清潔化階段。將能源消耗總量控制在50億噸標準煤,提升非化石能源在能源消費結構中的占比至15%。
2020-2035 年,是清潔煤炭、石油及低碳能源并重階段。將能源消耗總量控制在60 億噸標準煤,使非化石能源在能源消費結構中的占比達到20%。
2035-2050 年,將是非化石能源主導階段。把能源消耗總量控制在50 億噸標準煤,使非化石能源在能源消費結構中的占比達到50%左右。
中國石油石化:油氣作為主要的化石能源品種,要實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展存在哪些難點?
李陽:油氣產(chǎn)業(yè)的行業(yè)責任,是在保障國家油氣安全供給的同時實現(xiàn)綠色低碳、高效可持續(xù)發(fā)展。但是,現(xiàn)實中油氣生產(chǎn)與這種責任存在著多種深刻的矛盾。
一是穩(wěn)定油氣供給與油氣資源劣質化的矛盾。新增油氣儲量品位逐漸降低,低滲透、低豐度、非常規(guī)等難動用油氣儲量比例顯著增高。近年來,新增低滲透、特低滲透、致密油氣儲量占新增儲量65%以上,采收率低,建產(chǎn)率低,新建產(chǎn)能由2010 年的1988 萬噸下降到2018 年的1459萬噸。
二是老油田設施老化與效率、安全環(huán)保的矛盾。老油田歷經(jīng)50 多年開發(fā),設備設施老化嚴重。設備老化導致生產(chǎn)運行效率低、能耗高,給安全環(huán)保造成了巨大壓力。
三是油氣生產(chǎn)與綠色低碳協(xié)調發(fā)展的矛盾。隨著老油田含水率上升,水油比快速上升,開發(fā)成本快速上漲。含水率由90%上升到98%,生產(chǎn)成本增長了兩倍多。高含水老油田單位油氣綜合能耗達115 千克標準煤/噸,污水量富余,并產(chǎn)生大量的含油污泥,明顯與綠色低碳發(fā)展要求不符。
中國石油石化:在您看來,油氣行業(yè)如何發(fā)展才能綠色低碳?
李陽:發(fā)展綠色低碳能源,已經(jīng)成為國際社會的共識。天然氣雖然屬于化石能源,但由于具有二氧化碳排放量比煤、石油低的低碳屬性以及單位熱值高等方面的優(yōu)勢,被認為是一種清潔的能源,決定了其在未來能源結構中的戰(zhàn)略地位。因此,油氣行業(yè)綠色低碳發(fā)展應首先加快天然氣的發(fā)展。
中國石油石化:我國具備加快天然氣發(fā)展的條件嗎?
李陽:當然具備。
首先,我國天然氣資源豐富。
根據(jù)2016 年6 月13 日,國土資源部公開發(fā)布的2015 年全國油氣資源動態(tài)評價成果顯示,全國天然氣地質資源量為90.3 萬億立方米,可采資源量為50.1 萬億立方米。同2007 年全國油氣資源評價結果相比,天然氣地質與可采資源量分別增加了158%和127%。而截至2019 年底,我國探明天然氣儲量僅16.66 萬億立方米。由此可見還有大量的天然氣儲量有待被探明。
我國正在進入天然氣快速發(fā)展階段,而且是常規(guī)和非常規(guī)天然氣并重發(fā)展。
我國產(chǎn)氣量由2010 年的942 億立方米增長到了2019 年的1738 億立方米,其中頁巖氣的產(chǎn)量超過150 億立方米,有了很大的突破。
其次,我國儲氣庫建設提速。
截至2018 年底,我國投產(chǎn)儲氣庫26座,設計工作氣量達193 億立方米,有效工作氣量約為93 億立方米。
目前正大力推進文23、平頂山、金壇、蘇橋、相國寺等儲氣庫建設或擴建,預計2020 年形成工作氣量150 億立方米。
●油氣生產(chǎn),水稻豐收,兩不耽誤。 攝影/沈志軍
有了這些良好的基礎,未來天然氣開發(fā)的重點將在深層常規(guī)天然氣以及深層和常壓頁巖氣等領域。
據(jù)中國石油第四次油氣資源評價公布的數(shù)據(jù),我國陸上常規(guī)天然氣資源量為41 萬億立方米。其中,深層資源量約占30.1%,超深層資源量約占40.2%。陸上致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣資源量為101.86 萬億立方米。其中,深層—超深層致密氣、頁巖氣資源量約占29.8%。
預測2025 年后,深層—超深層天然氣產(chǎn)量的占比將超過全國天然氣產(chǎn)量的50%,成為天然氣建產(chǎn)的重要接替資源。
中國石油石化:油氣行業(yè)綠色低碳發(fā)展還可以從哪些方面著力?
李陽:油氣行業(yè)為實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展,在技術創(chuàng)新方面做了多方面的探索和應用,取得的效果很顯著。
例如,發(fā)展了微生物采油技術。我國大慶、勝利、長慶、大港、克拉瑪依等油田都開展了微生物采油實驗和應用。目前,微生物技術已廣泛應用于油氣田污水處理、低滲透增注、土壤修復、稠油降黏、提高采收率等。其中,微生物處理油田污水技術在油田污水處理中已經(jīng)是很成熟的技術了。
發(fā)展了CCUS-EOR 技術。為應對氣候變化,上世紀70 年代提出了CCS 概念,即通過二氧化碳捕集、運輸、埋存實現(xiàn)碳減排。在此基礎上發(fā)展出的CCUS 技術,形成了捕獲、輸送、利用、封存的碳產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)二氧化碳資源化利用。CCUS 技術發(fā)展為二氧化碳驅油技術提供了氣源,既可以增加原油產(chǎn)量,又可以實現(xiàn)二氧化碳埋存,是雙贏的碳減排手段。
目前,CCUS-EOR 技術逐步完善和成熟,涵蓋二氧化碳驅油與埋存全流程的捕集、選址、容量評估、注入、監(jiān)測和模擬等關鍵技術。
未來,應重點推動京津冀、鄂爾多斯區(qū)域CCS 產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成規(guī)?;a(chǎn)業(yè)模式,促進煤油氣電能源一體化的最大限度利用。基于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、資源富集情況,協(xié)調有序利用,充分發(fā)揮集群化優(yōu)勢,注重整體規(guī)劃、建設、管理和運作,實現(xiàn)能源和二氧化碳埋存利用最大化。
油氣行業(yè)還發(fā)展了油氣水電熱劑綜合利用技術。在保持油氣穩(wěn)定產(chǎn)量規(guī)模的前提下,優(yōu)化調整用能系統(tǒng),循環(huán)利用,大幅度降低能耗、物耗,減少排放,實現(xiàn)可持續(xù)、高效益、綠色發(fā)展。圍繞油氣水電熱劑全節(jié)點綠色循環(huán)利用,構建“源頭減量化—資源再利用—終端零排放”的綜合利用技術體系,實現(xiàn)資源高效利用及伴生物再利用、零排放。
中國石油石化:目前,油氣田企業(yè)在致力于推進智能化建設,這能為油氣行業(yè)綠色低碳發(fā)展帶來怎樣的裨益?
李陽:我國數(shù)字油田建設已經(jīng)走過了二十年的歷程,初期主要是資料的數(shù)字化階段,后來進入計算機油氣田時代,現(xiàn)在正朝智能化時代發(fā)展。
基于大數(shù)據(jù)和人工智能的智能油田系統(tǒng),建立內(nèi)在統(tǒng)一的地質模型和油藏模型,實現(xiàn)油氣資源的透明化、精細化,提高儲量的經(jīng)濟價值;建立仿真油田開發(fā)全過程的數(shù)字孿生油藏,以3D 動態(tài)實體模型,以仿真為手段模擬開采,增加計劃準確性、工程技術合理性以及油藏與工程協(xié)同性,提高采收率;加強大數(shù)據(jù)應用、建立分層次和整體優(yōu)化模型,實現(xiàn)開采自動化、模型化、可視化和智能化,實現(xiàn)開采方案設計、實施、生產(chǎn)管理一體化。
● “氣”通八方,“綠”行四海。 攝影/胡慶明
智能油田系統(tǒng)不僅能節(jié)能減排、提高油氣田企業(yè)的綠色低碳水平,而且在提高企業(yè)本質安全、降本增效、促進勞動效率和生產(chǎn)效益提升等方面起的作用已經(jīng)被實踐所證明。
以綜合用能、節(jié)能降耗為目標,全力推進油氣行業(yè)綠色低碳發(fā)展,需要進一步加強理論和技術創(chuàng)新。只有這樣,才能為經(jīng)濟社會發(fā)展提供更多、更清潔的能源,保障國家能源安全。