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        碳循環(huán)經(jīng)濟下的“石油路徑”

        2022-07-02 12:43:25李權(quán)云
        中國新聞周刊 2022年23期
        關(guān)鍵詞:碳循環(huán)氫能天然氣

        李權(quán)云

        2020年G20峰會期間,沙特阿拉伯作為世界主要產(chǎn)油國,把穩(wěn)定全球能源市場、推進碳循環(huán)經(jīng)濟提上“年度重要議程”,并以峰會東道國的身份進行推廣,稱“如果在全球范圍內(nèi)采用碳循環(huán)經(jīng)濟計劃,將有效降低碳排放,同時保持充足的能源供應(yīng)”。

        同年11月,經(jīng)過一系列研討談判,碳循環(huán)經(jīng)濟的概念最終納入《能源部長會議聲明》和《二十國集團領(lǐng)導(dǎo)人利雅得峰會宣言》等文件,得到G20成員國的支持和贊同。國際能源經(jīng)濟學(xué)協(xié)會(IAEE)、石油輸出國組織(OPEC)等國際組織也開始關(guān)注碳循環(huán)經(jīng)濟,合作編制了碳循環(huán)經(jīng)濟框架下的指南研究報告,向G20成員和其他國家提供可選性工具。

        碳循環(huán)經(jīng)濟是圍繞二氧化碳減量、再利用、再循環(huán)和碳去除所進行的經(jīng)濟活動總稱,其目的是將暫時排放的碳轉(zhuǎn)化為可持久利用的碳。在能源安全和氣候治理問題重要性不斷凸顯的今天,碳循環(huán)經(jīng)濟成為各方推動發(fā)展轉(zhuǎn)型的重要議題。

        2021年,中國石油將“綠色低碳”納入公司發(fā)展戰(zhàn)略,明確了“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走總體部署,并制定時間表和路線圖。近日,中國石油發(fā)布《綠色低碳發(fā)展行動計劃3.0》(以下簡稱《行動計劃》),從“碳循環(huán)經(jīng)濟體系”的理念出發(fā),提出了“天然氣+”“氫能+”“CCUS產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)”三個創(chuàng)新點,系統(tǒng)展示了中國石油邁向2050碳循環(huán)經(jīng)濟之路的路線圖。

        在共同應(yīng)對全球氣候變化的大背景下,人類主體能源由高碳向低碳過渡、最終實現(xiàn)綠色清潔發(fā)展已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的潮流。中國石油天然氣集團有限公司黨組書記、董事長戴厚良表示,能源企業(yè)既是能源生產(chǎn)大戶,也是能源消費大戶,必須在堅持節(jié)約能源資源和降低碳排放方面立足主戰(zhàn)場、當(dāng)好主力軍、打好主動仗。

        人類與碳的“相愛相殺”

        人類“討厭”碳,但離不開碳。

        數(shù)十億年來,碳在大氣、海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間自然穩(wěn)定地循環(huán)流動,形成碳平衡。兩次工業(yè)革命期間,煤炭和石油成為生產(chǎn)力發(fā)展的催化劑,人類直接從地下開采化石資源,排放的CO2打破了長久以來的碳平衡,地球的氣候和環(huán)境由此發(fā)生改變。

        盡管溫室效應(yīng)導(dǎo)致的氣候危機迫在眉睫,但在可預(yù)見的未來,化石能源仍將在能源系統(tǒng)中扮演重要角色。根據(jù)國際能源署發(fā)布的《全球能源領(lǐng)域2050凈零排放路線圖》,2020年化石能源占全球一次能源供應(yīng)總量的79%,凈零情景下2030年化石能源占62%,2050 年化石能源仍然占22%。

        根據(jù)中國石油集團經(jīng)濟技術(shù)研究院提出的2060年碳中和情景,到2050年,中國煤炭、石油、天然氣、核電、水電和其他可再生能源的占比分別為12.2%、 8.4%、13.9%、9.2%、10.2% 和46.2%,化石能源在中國能源體系中仍將發(fā)揮著“壓艙石” 和“穩(wěn)定器”的作用。

        中國是世界上最大的能源生產(chǎn)國,能源自給水平保持在80%以上。中國人均能源資源擁有量相對較低,原油、天然氣對外依存度分別超過70%、40%,油氣資源保障成為我國能源安全的核心問題之一。能源發(fā)展面臨資源短缺、環(huán)境保護的雙重約束。

        “這要求我們以保障能源安全為前提,加快形成清潔低碳、安全高效、多元互補的現(xiàn)代能源供給體系,著力提高能源自主供給能力?!贝骱窳急硎?,作為世界上最大的發(fā)展中國家,未來一個時期中國仍將保持能源消費的剛性增長,面臨能源需求增加和綠色低碳轉(zhuǎn)型的矛盾,要堅持節(jié)能優(yōu)先的能源發(fā)展戰(zhàn)略,強化能源消費強度和總量雙控,大幅提升能源利用效率,嚴(yán)格控制化石能源消費。

        能源行業(yè)是碳達峰、碳中和的重點行業(yè)。從全球?qū)嵺`來看,通過“減碳、用碳、替碳、埋碳”進行優(yōu)化調(diào)整,是提高能源供給質(zhì)量的有效舉措,也是包括中國石油在內(nèi)中國能源企業(yè)積極探索的主要路徑,這也符合碳循環(huán)經(jīng)濟減少、再利用、再循環(huán),移除的4R 原則。

        中國石油長慶姬塬油田伴生氣回收利用裝置。圖/中國石油

        “減碳”是從源頭減少碳排放,重點是大力發(fā)展天然氣業(yè)務(wù),充分發(fā)揮天然氣在未來能源體系中的關(guān)鍵支撐作用,持續(xù)加大風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿确腔茉吹囊?guī)模開發(fā)和綜合利用?!坝锰肌本褪遣粩嗵岣咛嫉睦寐剩哟蠖趸蓟だ门c產(chǎn)業(yè)化發(fā)展布局,增強生態(tài)系統(tǒng)固碳能力與規(guī)模。

        “由于我們現(xiàn)在打破了生態(tài)圈的碳平衡,通過一種技術(shù)經(jīng)濟可行的方式,把生物圈里的碳再送回到巖石圈,整體就實現(xiàn)了一個碳的再平衡?!?中國石油天然氣集團公司QHSE首席專家周愛國表示。

        天然氣是當(dāng)前世界公認(rèn)的清潔低碳能源,其單位熱值碳排放系數(shù)是石油的0.76,是煤炭的0.59。近年來,中國石油努力在保供應(yīng)、調(diào)結(jié)構(gòu)上下功夫,結(jié)合實際實施“減碳、用碳、替碳、埋碳”,特別是著眼未來清潔能源可持續(xù)供應(yīng),大力發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè),加大頁巖氣、煤層氣、致密油氣等非常規(guī)油氣資源規(guī)模開發(fā)力度。

        能源企業(yè)為社會提供清潔能源保障是核心,所以必須向新能源的方向在發(fā)展。而天然氣作為最清潔的化石能源,對于穩(wěn)定能源過渡會起到核心作用。

        2020年,中國石油國內(nèi)天然氣產(chǎn)量突破1300億立方米,連續(xù)4年產(chǎn)量超過1000億立方米,年均增幅高于10%,天然氣在油氣結(jié)構(gòu)中占比首次超過50%,實現(xiàn)了“氣超油”的歷史性突破。接下來,中國石油將進一步調(diào)整能源結(jié)構(gòu),推動天然氣產(chǎn)供儲銷體系建設(shè)。

        根據(jù)《行動計劃》,中國石油依托“天然氣+” 清潔能源發(fā)展工程,到2025年國內(nèi)天然氣總產(chǎn)量占油氣總產(chǎn)量預(yù)計達54%,到2035年達59%。

        “基本上在2035年以前都要力爭保持1億噸油氣當(dāng)量以上?!?中國石油規(guī)劃總院戰(zhàn)略所所長院振剛告訴《中國新聞周刊》。

        提到“天然氣+” 清潔能源發(fā)展工程,院振剛指出,最主要的應(yīng)用是天然氣發(fā)電和風(fēng)光的耦合,此外是天然氣和地?zé)峤Y(jié)合來發(fā)電或者供熱。他舉例,北方冬季采暖季天然氣保供相對緊張,如果利用地?zé)?,冬季高峰期保供的壓力就會小一點,能有效緩解天然氣資源緊張的局面。

        作為現(xiàn)階段及未來一個時期的重要低碳能源,天然氣是支撐我國實現(xiàn)碳達峰的重要能源選擇,越來越多的可再生能源也將天然氣作為轉(zhuǎn)化媒介,比如制氫。

        由非生物質(zhì)可再生能源生產(chǎn)的綠色氫不會直接排放碳,當(dāng)從碳氫化合物中產(chǎn)生藍氫時,碳被捕獲并通過地質(zhì)儲存或通過碳利用重新利用,由生物能源產(chǎn)生的綠色氫通過自然碳循環(huán)對碳進行循環(huán)利用。由于氫能這一可以跨越碳循環(huán)所有環(huán)節(jié)的特性,氫能在碳循環(huán)經(jīng)濟中扮演著獨特的角色。

        在發(fā)電領(lǐng)域,天然氣發(fā)電和氫儲能發(fā)電是支撐新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定的兩種調(diào)峰電力形式??稍偕茉吹牟淮_定性催生了氫儲能,同時也加快了氫能的產(chǎn)業(yè)塑造。由于風(fēng)、光、水電時空分布不均勻的客觀因素,天然氣和氫能將會發(fā)揮更大的消納和調(diào)峰作用。

        戴厚良指出,“替碳”就是對傳統(tǒng)化石能源進行有效接替,推進清潔電力替代煤電,加快氫能制取與規(guī)模應(yīng)用,擴大“綠電”利用規(guī)模,持續(xù)提高電氣化水平。這需要積極拓展地?zé)崮?、太陽能、生物質(zhì)能等新能源業(yè)務(wù),加快氫能產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)布局,化石能源與新能源全面融合發(fā)展的“低碳能源生態(tài)圈”建設(shè)有序推進。

        “我們提出了發(fā)展‘氫能+’的零碳燃料供應(yīng)體系,由氫能加上氨能、生物質(zhì)和合成燃料,為碳中和社會提供更好的產(chǎn)品。” 中國石油集團石油化工研究院首席專家張學(xué)軍說。

        然而,目前來看天然氣制氫成本和技術(shù)仍是亟待解決的難題。

        天然氣制氫成本主要由天然氣、燃料氣和制造成本構(gòu)成,其中天然氣價格是最主要因素。而從需求端來看,目前燃料電池車尚未大面積應(yīng)用,無法形成規(guī)模效應(yīng),整個產(chǎn)業(yè)鏈上成本較高。

        “比如說現(xiàn)在每天賣500公斤氫和每天賣5噸氫的成本肯定是不一樣的,人工成本、投資、設(shè)備折舊等等都要考慮,市場容量還比較小,所以氫能還比較貴。”張學(xué)軍說。

        目前,氫能還屬于“雙碳”目標(biāo)下的戰(zhàn)略布局階段,隨著將來氫能利用市場規(guī)模逐漸擴大以及技術(shù)進步,氫能的制造費用也會下降。這其中,技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵。

        正如戴厚良所說,能源行業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,以技術(shù)創(chuàng)新為突破口,把創(chuàng)新和發(fā)展的主動權(quán)牢牢掌握在自己手中,全面推進氫能“制儲輸用”全鏈條技術(shù)創(chuàng)新,形成安全高效、低成本的氫能技術(shù)系列,加快脫碳進程,助推“零碳”能源供應(yīng)。

        2014年,油氣行業(yè)氣候倡議組織(Oil and Gas Climate Initiative,簡稱“OGCI”)正式成立,現(xiàn)成員包括沙特阿美、BP集團(英國石油)、雪佛龍、中國石油、埃尼、艾奎諾、埃克森美孚、西方石油、巴西石油、雷普索爾、殼牌和道達爾能源等12家企業(yè)。這些在油氣行業(yè)里分量十足的成員企業(yè)正在“集體采取凈零排放戰(zhàn)略,發(fā)揮出僅憑單個成員公司無法實現(xiàn)的減碳影響力”。

        而碳捕集、利用與封存(CCUS)正是OGCI的重點投資目標(biāo)。

        基于碳循環(huán)經(jīng)濟模式,為形成閉環(huán),前三個環(huán)節(jié)逃逸的碳必須要通過碳捕集進行回收封存?!奥裉肌本褪欠e極探索完善碳捕集、碳封存的技術(shù)路徑和效益路徑,規(guī)模實施二氧化碳驅(qū)油、二氧化碳埋存,不斷做大“零碳”“負碳”產(chǎn)業(yè)。

        “中國石油通過發(fā)展負碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)我們自身近零排放的同時,也為社會提供碳中和的產(chǎn)業(yè)化服務(wù),使我們的負碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈成為公司的戰(zhàn)略性接替產(chǎn)業(yè)?!敝軔蹏硎?。

        據(jù)悉,中國石油10家油氣田已開展11項二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)重大開發(fā)試驗,二氧化碳年注入能力達到56.7萬噸,累計埋存二氧化碳超過450萬噸。下一步,中國石油將啟動以松遼盆地300萬噸CCUS重大示范工程為代表的“四大工程示范”和“六個先導(dǎo)試驗”,進一步推動中國石油CCUS產(chǎn)業(yè)駛?cè)胍?guī)?;l(fā)展快車道。

        中國石油安全環(huán)保技術(shù)研究院首席技術(shù)專家李興春表示,預(yù)計到2050年,中國石油可以向社會上提供4億噸二氧化碳埋存服務(wù)的能力,成為CCUS領(lǐng)域政策的推動者,技術(shù)的創(chuàng)新者,標(biāo)準(zhǔn)的制定者,產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者。

        對油氣公司來說,碳循環(huán)經(jīng)濟就是向社會提供清潔、安全、可負擔(dān)能源的同時,通過高效使用能源資源,碳捕集利用與封存,以及自然碳匯等手段,最終實現(xiàn)碳元素的回歸。

        對此,戴厚良指出,中國石油將進一步發(fā)揮作為OGCI在中國唯一成員企業(yè)的作用,深度參與應(yīng)對氣候變化的國際合作,與其他國際能源公司攜手合作,實現(xiàn)油氣行業(yè)綠色低碳發(fā)展,推動建立公平合理、合作共贏的全球氣候治理體系。

        根據(jù)《行動計劃》,中國石油正在按照“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走總體部署,全力打造邁向2050碳循環(huán)經(jīng)濟的路徑,“努力成為實現(xiàn)中國‘雙碳’目標(biāo)與保障能源安全的中堅力量?!贝骱窳荚凇缎袆佑媱潯沸蜓灾斜硎尽?/p>

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