江蘇油田首座碳中和光電采油項目于揚州建成投產(chǎn)。 視覺中國供圖
CCUS可將二氧化碳從工業(yè)、能源生產(chǎn)等排放源或空氣中捕集分離，并加以利用或輸送到適宜場地封存，最終實現(xiàn)二氧化碳的減排。過去十年，我國在發(fā)展和部署CCUS方面取得顯著進展，目前的在運商業(yè)和示范項目每年可捕集近300萬噸的二氧化碳。
隨著最后100噸二氧化碳注入，作為我國陸上建成的首個頁巖油二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)示范區(qū)，位于甘肅省慶陽市慶城縣三十里鋪鎮(zhèn)的長慶油田頁巖油西233CCUS示范區(qū)第一階段二氧化碳注入試驗順利完成。
長慶油田頁巖油開發(fā)分公司發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前長慶油田示范區(qū)已累計埋存注入二氧化碳達6.2萬噸，相當于植樹造林56萬棵。在項目全周期內(nèi)，預(yù)計可實現(xiàn)埋存二氧化碳14.4萬噸;采用的二氧化碳地層補能技術(shù)，可使油井產(chǎn)量提高3倍以上，預(yù)測最終采收率可達20%以上。
CCUS可將二氧化碳從工業(yè)、能源生產(chǎn)等排放源或空氣中捕集分離，并加以利用或輸送到適宜場地封存，最終實現(xiàn)二氧化碳的減排，是實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要技術(shù)手段。
CCUS仍處于工業(yè)示范階段
根據(jù)國際能源署的預(yù)測，全球利用CCUS技術(shù)減碳的規(guī)模將在2030年、2035年和2050年分別達到16億噸、40億噸和76億噸，分別占2020年全球碳排放總量的4.7%、11.8%和22.4%。歐盟委員會發(fā)布的《凈零工業(yè)法案》提出，到2050年，歐盟要實現(xiàn)5000萬噸/年的碳封存能力。
中國21世紀議程管理中心和國際能源署聯(lián)合發(fā)布的《中國CCUS與氫能耦合報告》指出，過去十年，我國在發(fā)展和部署CCUS方面取得顯著進展，目前的在運商業(yè)和示范項目每年可捕集近300萬噸的二氧化碳。
“隨著CCUS技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)CCUS示范項目已從2021年底的49個增長到2022年底的104個。”中國21世紀議程管理中心社會事業(yè)處處長張賢說。
目前在國內(nèi)，中國石化集團、中國石油天然氣集團有限公司、中國華能集團有限公司等均建有不同規(guī)模的CCUS示范項目，碳源主要集中在石油、電力、煤化工、化肥和水泥生產(chǎn)等領(lǐng)域。
2022年6月，科技部等九部門聯(lián)合印發(fā)了《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022—2030年)》，提出以二氧化碳捕集和利用技術(shù)為重點，開展CCUS與工業(yè)過程的全流程深度耦合技術(shù)研發(fā)及示范;著眼長遠加大CCUS與清潔能源融合的工程技術(shù)研發(fā)，開展礦化封存、陸上和海洋地質(zhì)封存技術(shù)研究。
目前，我國34個省級行政區(qū)中已有29個發(fā)布了與CCUS相關(guān)的政策，各地對CCUS的創(chuàng)新技術(shù)部署也在持續(xù)加碼。不過，中國21世紀議程管理中心主任黃晶表示，現(xiàn)階段全球CCUS技術(shù)區(qū)域發(fā)展不均、行業(yè)成熟度參差不齊，其減排潛力仍有待釋放，總體捕集能力相比全球溫控2℃的目標需求仍有較大差距。我國大部分CCUS技術(shù)仍處于工業(yè)示范階段，關(guān)鍵技術(shù)亟待突破，大規(guī)模全鏈條技術(shù)體系尚待形成。
推動CCUS商業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展
當前，CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展仍面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)。黃晶說，未來CCUS產(chǎn)業(yè)想要進一步發(fā)展，還需要強化研發(fā)、降低成本、刺激需求，促進技術(shù)、市場、政策三大要素深度融合，實現(xiàn)CCUS商業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用。
《中國CCUS與氫能耦合報告》指出，在煤炭資源豐富和具備二氧化碳封存條件地區(qū)，CCUS可為新增制氫產(chǎn)能提供可行、具有成本效益的選擇。
除了高成本外，技術(shù)創(chuàng)新也是影響CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的核心要素。中國石油集團董事長、中國工程院院士戴厚良倡議，各界應(yīng)合力破解CCUS科學技術(shù)難題，形成以先進工藝、高端設(shè)備產(chǎn)品為載體的技術(shù)體系，重點攻關(guān)低濃度二氧化碳低成本捕集技術(shù)，加強二氧化碳地質(zhì)利用、化工利用、生物利用技術(shù)的研發(fā)，構(gòu)建我國二氧化碳規(guī)?；霉I(yè)體系;打造3至5個百萬噸級CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈示范工程，推進千萬噸級CCUS產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)等。
此外，把CCUS納入碳市場、碳金融將激發(fā)相關(guān)企業(yè)的綠色減碳主動性。“目前，全國碳市場的激勵約束作用初步顯現(xiàn)，有效促進了溫室氣體減排項目的發(fā)展，增強了重點排放單位‘排碳有成本、減碳有收益’的低碳發(fā)展意愿。”國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心副主任馬愛民表示。
創(chuàng)新實踐在多領(lǐng)域展開
自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局于今年1月發(fā)布了中國海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評價結(jié)果，中國海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力巨大，預(yù)測潛力達2.58萬億噸。中國地質(zhì)調(diào)查局局長李金發(fā)說，自然資源部將繼續(xù)細化全國主要沉積盆地二氧化碳地質(zhì)封存潛力評價，開展二氧化碳地質(zhì)儲存空間安全性評價，推廣適應(yīng)地質(zhì)空間持續(xù)用于二氧化碳利用和封存技術(shù)，全力保障碳達峰碳中和目標如期實現(xiàn)。
海底碳封存是目前國際上最成熟的二氧化碳負排放技術(shù)之一。2022年，我國首個海上二氧化碳封存示范工程設(shè)備在青島全部建造完成，布設(shè)在我國南海珠江口盆地的恩平15-1油田，預(yù)計今年6月份進行二氧化碳灌注。該項目是將海上油田伴生的二氧化碳分離和脫水后，回注至地下咸水層，永久封存于地層深處，預(yù)計每年可封存二氧化碳約30萬噸，累計封存二氧化碳146萬噸以上。
“在2030年碳達峰之前，我國肯定會有一批海底碳封存示范工程推進實施。估計到2035年左右，我國將形成一批規(guī)模化的海底碳封存商業(yè)項目。”我國海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評價工作牽頭負責人、中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所研究員陳建文說。
除了海底碳封存示范工程推進實施外，我國首艘應(yīng)用CCUS技術(shù)的新船項目也于近日落地。中國船舶集團有限公司旗下第七一一研究所(以下簡稱七一一所)與山東海洋集團有限公司所屬山東華宸融資租賃股份有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方將共同實施我國首例新造船碳捕集系統(tǒng)試點工程。
針對船舶高碳減排率、低能耗和體積空間等應(yīng)用需求，七一一所聚焦高效吸收、低能耗分離、高密度低溫存儲等技術(shù)，開發(fā)了船用CCUS系統(tǒng)樣機，并完成試驗驗證。目前，七一一所已獲得中國船級社(CCS)、法國船級社(BV)等頒發(fā)的原則性認可(AIP)證書，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CCUS中國技術(shù)方案。
由福建龍凈環(huán)保股份有限公司牽頭研發(fā)，垃圾焚燒煙氣胺法碳捕集國內(nèi)首套工程示范項目在平湖垃圾焚燒發(fā)電廠開展。項目運行結(jié)果顯示，在垃圾焚燒煙氣二氧化碳含量約8%的條件下，系統(tǒng)二氧化碳捕集效率可達95%以上，每年可實現(xiàn)二氧化碳減排4.4萬噸。
福建龍凈環(huán)保股份有限公司首席研發(fā)總監(jiān)莊燁說，該碳捕集工藝系統(tǒng)實現(xiàn)了煙氣系統(tǒng)、有機胺吸收液循環(huán)系統(tǒng)、冷卻換熱系統(tǒng)等高效集成，大幅減少系統(tǒng)占地面積，配套自主研發(fā)的煙氣碳捕集工藝高精度自動控制系統(tǒng)，可提高二氧化碳吸收效率和運行可靠性。“該CCUS技術(shù)示范工程的成功投運，為下一步常規(guī)污染物、二氧化碳均實現(xiàn)超低排放的‘雙超低’提供了技術(shù)儲備。”莊燁說。
