雙碳大背景下限禀,二氧化碳的捕集崔败、利用與封存注定會演化成一種新的產(chǎn)業(yè)模式。
這幾年姥芥,人類對二氧化碳的興趣變得越來越濃厚了兔乞。國際內(nèi)外,不管是企業(yè)凉唐、地方庸追,還是科研機(jī)構(gòu)紛紛參與進(jìn)來,促使二氧化碳的捕集台囱、利用淡溯、封存(CCUS)成為了一個新的熱點(diǎn)。在油氣領(lǐng)域簿训,中國石油咱娶、中國石化、油服企業(yè)等也都將CCUS作為工作的重點(diǎn)內(nèi)容强品,積極推動技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用膘侮。這不,中國石油與國家能源集團(tuán)在CCUS方面又有了新消息的榛。近日琼了,國家能源集團(tuán)寧夏300萬噸/年的CCUS示范項(xiàng)目迎來重要突破,其一期工程——50萬噸/年二氧化碳捕集液化工程順利產(chǎn)出合格液態(tài)二氧化碳仔同。接下來键切,這個工程產(chǎn)出的二氧化碳將被用于長慶油田的驅(qū)油封存工程。現(xiàn)在擦斑,類似于這樣的項(xiàng)目越來越多了腿若。
01 這是一個標(biāo)桿工程
二氧化碳原本是一種普通的氣體,煤炭才昔、石油警没、天然氣等化石能源燃燒的過程中都可以產(chǎn)生货岭,大氣中的含量也只有0.036%夜勋。隨著人類對環(huán)境问嬉、氣候等的認(rèn)識越來越深入,才意識到二氧化碳還是引起地球溫室效應(yīng)的元兇,之后一頂溫室氣體的帽子便戴在了它的頭上蹲自。為了降低空氣中二氧化碳的含量平敏,人類想出了兩種路徑:一種是減少排放,主要通過能源替代和節(jié)能降耗等策略實(shí)現(xiàn)颗介。對于這種路徑有一個重要的問題是愤惰,能源替代不是一朝一夕可以完成的,節(jié)能降耗最終還是會排放二氧化碳赘理,只是排放的少了宦言。這就要說到另一種路徑,捕集空氣中的二氧化碳商模,或者在煤炭奠旺、石油、天然氣燃燒施流、消耗的過程中直接將產(chǎn)生的二氧化碳收集起來加以利用响疚、封存。這一路徑也成為人類現(xiàn)在重點(diǎn)推進(jìn)的方向瞪醋。國家能源集團(tuán)在寧夏的300萬噸/年的CCUS示范項(xiàng)目就是這一路徑的代表忿晕。該項(xiàng)目是建立在寧夏煤業(yè)公司煤炭產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)之上的。寧夏煤業(yè)是寧夏回族自治區(qū)最大的煤炭企業(yè)银受,主營煤炭和煤制油化工兩大板塊杏糙,煤炭產(chǎn)能8360萬噸,煤制油化工板塊形成405萬噸合成油品蚓土,360萬噸甲醇、200萬噸聚烯烴偿股、6萬噸聚甲醛澄俘、100萬噸其他化工品的產(chǎn)能規(guī)模。這些產(chǎn)業(yè)組合每年都會產(chǎn)生大量的二氧化碳排放堤麻。寧夏煤業(yè)則在這些二氧化碳上做起了文章酸儿,準(zhǔn)備發(fā)展“寧東基地碳源捕集工程”,也即寧夏300萬噸/年CCUS示范項(xiàng)目的部分工程紧甫。另一部分則是中國石油長慶油田“長慶油區(qū)(寧夏)驅(qū)油封存”工程昵鳍。項(xiàng)目的主要碳源是煤制油化工基地煤制油分公司和烯烴一分公司低溫甲醇洗裝置排放的高純二氧化碳。一期工程將碳源經(jīng)制冷匀洪、液化和部分精餾后难宋,作為液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品通過汽車分別輸送至長慶油田驅(qū)油和煤礦井下綜合利用。近日厕扼,一期工程已經(jīng)順利產(chǎn)出合格的液態(tài)二氧化碳乙闰。后期,二期和三期工程會將碳源經(jīng)預(yù)處理、加壓后互墓,作為超臨界二氧化碳產(chǎn)品通過長輸管道輸送至長慶油田驅(qū)油必尼,其中部分還可以用于礦井滅火及周邊市場。建成后篡撵,這將成為中國最大的碳捕集利用與封存全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘亍?/strong>
02 CCUS規(guī)模不斷壯大
有了中國石油判莉、國家能源集團(tuán)這樣的企業(yè)領(lǐng)頭加入,目前我國CCUS領(lǐng)域的投入不斷增加育谬,CCUS示范項(xiàng)目的規(guī)模明顯擴(kuò)大券盅,并形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。然而斑司,這些產(chǎn)業(yè)都還處于初期階段渗饮。這是因?yàn)镃CUS想要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,甚至大規(guī)模商業(yè)化可以說是挑戰(zhàn)重重宿刮。一條完整的CCUS產(chǎn)業(yè)鏈包括二氧化碳的捕獲互站、運(yùn)輸、利用與封存僵缺。就捕獲環(huán)節(jié)看胡桃,主要有燃燒后捕集、燃燒前捕集磕潮、富氧燃燒和化學(xué)鏈燃燒技術(shù)昵裁。在運(yùn)輸環(huán)節(jié),二氧化碳可以通過管道暖经、船舶祈痢、鐵路、公路等多種形式運(yùn)輸缕沟。運(yùn)用與封存環(huán)節(jié)姚菱,可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品,如甲醇葛暇、合成烯烴皂汞、水泥、化肥等尼软,同時也可以將其封存于巖層中熄晕。在油氣行業(yè),二氧化碳通常被用于驅(qū)油或者壓裂便透。單就二氧化碳的捕獲環(huán)節(jié)而言尔网,不同行業(yè)排放的二氧化碳捕集成本就有著很大的差別。據(jù)2022年數(shù)據(jù)航厚,水泥是我國碳捕集成本最高的行業(yè)校摩,達(dá)到430~650元/噸看峻。燃煤發(fā)電和鋼鐵行業(yè)的CO?捕集成本分別為300~450元/噸和348~560元/噸。煤化工行業(yè)中高濃度的CO?捕集成本則可以做到低于100元/噸衙吩。在運(yùn)輸和封存環(huán)節(jié)互妓,由于我國CCUS基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對滯后,缺少大規(guī)模運(yùn)輸管網(wǎng)坤塞,所以主要采用罐車運(yùn)輸冯勉,而目前公路罐車運(yùn)輸?shù)某杀緸?.9~1.4元/(噸·km)。相比之下摹芙,管道運(yùn)輸成本約0.8元/(噸·km)灼狰,更具有優(yōu)勢。而終端的陸上CO?封存成本為50~60元/噸浮禾。這一套流程運(yùn)行下來交胚,要發(fā)展CCUS還真得付出高昂的代價(jià)。這還不考慮捕集過程中的能耗盈电、封存及運(yùn)輸面臨的技術(shù)瓶頸等等問題『兀現(xiàn)在的CCUS項(xiàng)目主要通過地質(zhì)驅(qū)油(CO?-EOR)和銷售工業(yè)級、食品級CO?來獲得收入探快。中國石化建設(shè)的齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目鹤曼,是我國規(guī)模最大的CCUS全流程項(xiàng)目,也是石化零碳產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建示范項(xiàng)目榨狐,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段暇创。但是,像這樣進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營的并不多咱漱,且大多數(shù)并不盈利屈腻。至于大規(guī)模的商業(yè)化階段,CCUS還需要走較長一段時間温履。
03 CCUS是個“潛力股”
CCUS這條路不僅難甲脚,而且還非走不可。如果從挑戰(zhàn)的角度來看垮登,CCUS往前每走一步都要面臨眾多難題。那如果從背景吠谐、目標(biāo)或者前景的角度去看疙岂,CCUS也確實(shí)是人類緩解環(huán)境問題的重要路徑。為了降碳并支持CCUS的發(fā)展彬呻,國內(nèi)衣陶、外都發(fā)布了相關(guān)的政策。美國最有代表性闸氮、同時也是扶持力度最大的是45Q稅收抵免政策剪况,抵免期限最長可達(dá)12年。歐盟在2006年就將其明確為應(yīng)對能源安全與氣候變化挑戰(zhàn)的三大政策優(yōu)先項(xiàng)目之一。截至目前译断,我國已出臺超過70個涉及碳排放管理的政策文件授翻,涵蓋規(guī)劃、意見孙咪、公告堪唐、標(biāo)準(zhǔn)以及路線圖等多個層面。就在今年7月份翎蹈,國家發(fā)改委淮菠、國家能源局發(fā)布的《煤電低碳化改造建設(shè)行動方案(2024—2027年)》中也再一次提及了碳的捕集利用與封存。而且荤堪,CCUS項(xiàng)目在某些領(lǐng)域還起著重要的作用合陵,成為提升經(jīng)濟(jì)效益的手段,比如助力油氣田的開發(fā)办适。1967年玉唉,前蘇聯(lián)的油氣科學(xué)家在油氣開發(fā)階段,對油藏注入了二氧化碳捞书,盡管試驗(yàn)的油藏地質(zhì)條件各異妥尘,但最終都取得了好的應(yīng)用效果。從此佣锁,為了提高油氣田的采收率郊蹈,在地層中注入二氧化碳的行為就逐漸在油氣領(lǐng)域發(fā)揚(yáng)光大。美國是二氧化碳驅(qū)發(fā)展最快的國家擎津。在美國的大部分油田驅(qū)替方案中房肿,注入的體積二氧化碳約占烴類孔隙體積的30%,提高采收率的幅度為7%-12%朵聪。我國在這一方面起步較晚暗环,但近年來也取得了飛速的發(fā)展。中國石油亮花、中國石化副瀑、中國海油等大型企業(yè)都有相關(guān)項(xiàng)目在推動或者已經(jīng)投產(chǎn)。實(shí)際上恋谭,CCUS不止在油田糠睡,在生物利用、化工等領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景疚颊。目前狈孔,我國已投運(yùn)和建設(shè)中的CCUS示范項(xiàng)目有49個,集中在華東和華北地區(qū)材义,雖然目前已投運(yùn)的項(xiàng)目規(guī)模較小均抽,但正在規(guī)劃的項(xiàng)目規(guī)模卻有著逐漸增大的趨勢嫁赏。全球范圍內(nèi)也有越來越多的國家加入到CCUS項(xiàng)目中來。據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)油挥,截至2024年3月潦蝇,全球范圍內(nèi)CCUS商業(yè)項(xiàng)目數(shù)量已達(dá)839個。其中喘漏,處于運(yùn)行階段的CCUS項(xiàng)目共計(jì)51個护蝶,年碳捕集能力達(dá)5050萬噸;處于在建或規(guī)劃階段的CCUS項(xiàng)目共計(jì)788個塞补,年碳捕集能力達(dá)3.9億噸青烙。項(xiàng)目增多也意味著隨之而來的機(jī)會越來越大。據(jù)伍德麥肯茲預(yù)計(jì)喻丐,CCUS將在未來十年為全球帶來1960億美元的投資機(jī)會冕店。說CCUS長期前景好還有一個重要的原因:全球碳市場的崛起。自碳交易市場啟動以來腔水,國際嘁压、國內(nèi)大型企業(yè)開始逐步加入到購買碳配額的隊(duì)伍中。就拿我國來說已堆,截至2024年7月中旬(開市3年)爆踱,市場累計(jì)交易了約4.65億噸碳排放配額,交易總額接近270億元人民幣(約合37億美元)你拗。后期变抡,碳市場碳排放的成本或許還將繼續(xù)上升,CCUS作為重要的負(fù)碳技術(shù)括绣,更有可能成為企業(yè)進(jìn)行深度減排的工具酌省,從而刺激CCUS的發(fā)展。反過來看监氢,如果負(fù)碳的CCUS具有某種盈利性布蔗,也會刺激更多的企業(yè)參與其中。