“中國
石化聯(lián)合殼牌、巴斯夫、寶武等企業(yè),在華東地區(qū)開展國內(nèi)首個(gè)開放式千萬噸級(jí)CCUS(碳捕集、利用與封存)研究項(xiàng)目,聚力推動(dòng)華東地區(qū)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)脫碳,助力區(qū)域綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。”中國石化黨組書記、董事長馬永生在大會(huì)上的發(fā)言透露出一條重要信息:CCUS正在實(shí)現(xiàn)規(guī)模化示范和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
中國工程院院士、中國石油科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席孫龍德介紹,自2015年《巴黎協(xié)定》簽署以來,全球CCUS產(chǎn)業(yè)迎來歷史性轉(zhuǎn)折,步入了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益并重、雙輪驅(qū)動(dòng)的快速發(fā)展軌道,實(shí)現(xiàn)了顯著增長。
截至今年上半年,全球范圍內(nèi)已投入運(yùn)行的CCUS項(xiàng)目總數(shù)達(dá)到89個(gè),每年可捕集二氧化碳約5600萬噸。這些項(xiàng)目不僅在數(shù)量上持續(xù)增長,而且在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重要突破。捕集碳源逐步從傳統(tǒng)的石油
化工領(lǐng)域向
電力、
水泥、
鋼鐵等更多高排放行業(yè)拓展,封存技術(shù)也日趨成熟,特別是咸水層二氧化碳封存技術(shù)深入發(fā)展,為CCUS規(guī)模化應(yīng)用開辟了新路徑。
我國CCUS技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛。截至2022年底,全國范圍內(nèi)已投入運(yùn)行的CCUS項(xiàng)目12個(gè)、在建項(xiàng)目接近100個(gè),形成了多點(diǎn)開花、全面布局的良好局面。
中國石油早在1965年就在大慶油田建設(shè)CCUS項(xiàng)目,累計(jì)封存二氧化碳720萬噸,還在巴西開展了兩個(gè)400萬噸級(jí)以上的封存項(xiàng)目,并在
海南成功實(shí)施了國內(nèi)首個(gè)咸水層二氧化碳注入項(xiàng)目,為CCUS技術(shù)的國際化應(yīng)用與合作樹立了典范。
中國工程院院士、中國石化首席科學(xué)家李陽介紹,中國石化積極推動(dòng)CCUS技術(shù)發(fā)展,已建成一個(gè)平臺(tái)(CCUS重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室),正在推進(jìn)兩項(xiàng)工程(勝利油田驅(qū)油封存項(xiàng)目、華東地區(qū)國內(nèi)首個(gè)開放式千萬噸級(jí)CCUS研究項(xiàng)目)。
二氧化碳驅(qū)油與封存協(xié)同技術(shù)是中國石化的一大亮點(diǎn),能夠高效利用捕集的二氧化碳進(jìn)行油田驅(qū)油作業(yè),提高油氣采收率。中國石化與殼牌、巴斯夫、寶武等企業(yè)聯(lián)合開展的開放式千萬噸級(jí)CCUS研究項(xiàng)目,匯聚多方優(yōu)勢資源,探索經(jīng)濟(jì)可行的商業(yè)模式,將為全球CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要參考和借鑒。
在技術(shù)推廣方面,中國石化不斷優(yōu)化完善不同排放源的捕集技術(shù)、管道輸送技術(shù),以及二氧化碳驅(qū)油和封存技術(shù),將進(jìn)一步降低CCUS項(xiàng)目成本、提高經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)
市場競爭力。此外,中國石化重點(diǎn)研究的二氧化碳驅(qū)水與封存的協(xié)同技術(shù),對于我國缺水地區(qū)具有重要意義。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授費(fèi)維揚(yáng)提出,目前低濃度二氧化碳捕集技術(shù)受高昂成本限制,仍面臨諸多挑戰(zhàn)。2014年,加拿大建成了100萬噸/年低濃度二氧化碳捕集驅(qū)油項(xiàng)目,到2022年仍未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這一實(shí)例顯示出當(dāng)前低濃度二氧化碳捕集技術(shù)在實(shí)踐中的瓶頸,也揭示了深入研究和創(chuàng)新的必要性。
低濃度二氧化碳捕集技術(shù)的發(fā)展對于我國的意義尤其重大。我國燃煤電廠煙道氣中二氧化碳的濃度僅在12%左右,但排放總量大,接近全國二氧化
碳排放量的50%。據(jù)國際能源署(IEA)估算,燃煤電廠實(shí)施CCUS技術(shù)的捕碳成本約為每噸60美元,這一數(shù)字凸顯了開發(fā)大型化、低成本且安全可靠的CCUS技術(shù)的緊迫性。
國內(nèi)外的眾多研究表明,化學(xué)吸收法因相對成熟的技術(shù)體系和經(jīng)濟(jì)性備受市場關(guān)注。目前,清華大學(xué)已成功開發(fā)了再生能耗較低的新型復(fù)合化學(xué)溶劑,而且針對捕集設(shè)備設(shè)計(jì)優(yōu)化、填料性能提升等制約工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵因素進(jìn)行了廣泛探索。這些研究成果逐步應(yīng)用后,有望為低濃度二氧化碳捕集技術(shù)的成本降低和效率提升提供有力支持。
在二氧化碳捕集設(shè)備的研發(fā)與優(yōu)化上,華東理工大學(xué)取得了突破性進(jìn)展。中國工程院院士、華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院院長汪華林介紹,研究核心在于利用旋流器強(qiáng)化二氧化碳捕集效率。在洗滌、吸收、再生和轉(zhuǎn)化過程中,通過旋流器和現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合,不僅能降低捕集能耗,而且可將設(shè)備占地縮減至現(xiàn)有的1/5。例如,用旋流器代替現(xiàn)在的吸收塔,可以把100萬噸/年二氧化碳捕集裝置關(guān)鍵設(shè)備的高度從原來的40~50米大幅降至10米甚至8米,實(shí)現(xiàn)設(shè)備緊湊化與高效化的雙重目標(biāo);結(jié)合旋流器技術(shù),能有效降低再生過程所需的溫度,進(jìn)一步節(jié)約能源成本;旋流器與過濾器的創(chuàng)新組合技術(shù),可使二氧化碳分離精度達(dá)到微米級(jí),提高捕集純度,且成本僅為膜分離技術(shù)的1/3~1/5,為二氧化碳捕集技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性開辟了新路徑。
中國石化碳科公司黨委書記、董事長葉曉東介紹,我國碳排放企業(yè)廣泛分布、地域跨度大且相對分散,急需探索二氧化碳化工利用、礦化利用的實(shí)現(xiàn)路徑,搶占綠色轉(zhuǎn)型先機(jī),引領(lǐng)行業(yè)向低碳環(huán)保方向發(fā)展。今年5月8日,由碳科公司牽頭的10萬噸/年二氧化碳化學(xué)鏈礦化利用技術(shù)工業(yè)示范項(xiàng)目通過工藝包審查。該項(xiàng)目采用新型二氧化碳化學(xué)鏈礦化利用技術(shù),二氧化碳吸收率大于90%,在實(shí)現(xiàn)永久固碳的同時(shí),可解決傳統(tǒng)礦化技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差、無法大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的
難題,已入選國家發(fā)展改革委首批《綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范項(xiàng)目清單》。
圍繞CCUS的未來發(fā)展,李陽介紹了中國石化的整體部署。一是致力于研發(fā)并構(gòu)建一系列低能耗、低成本的捕集技術(shù)體系,涵蓋前沿領(lǐng)域,如直接空氣捕集、捕集與轉(zhuǎn)化一體化技術(shù),以及化學(xué)與生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的深度融合創(chuàng)新,從源頭降低碳捕集的成本與能耗。二是積極構(gòu)建源匯優(yōu)化的驅(qū)油封存中心,通過科學(xué)規(guī)劃與優(yōu)化布局,實(shí)現(xiàn)二氧化碳高效捕集與封存利用,特別是與石油開采深度融合,既促進(jìn)油氣資源開發(fā),又推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳
減排目標(biāo)。三是攜手國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)和組織,共同發(fā)起組建CCUS國際封存技術(shù)創(chuàng)新合作組織,加強(qiáng)國際間交流與合作,共同應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn),持續(xù)推動(dòng)CCUS技術(shù)進(jìn)步,并創(chuàng)新探索國際合作模式。