CCUS，低碳發展的必然選擇

□ 文/本刊記者 張建

CCUS，低碳發展的必然選擇

□ 文/本刊記者 張建

海宣/圖

4月17日至18日，陜甘寧內蒙古地區二氧化碳捕集驅油及埋存工作研討會召開。中國石油、神華集團、中國石油和化學工業聯合會三方齊聚，共同探討并推動中國石油和神華集團在鄂爾多斯盆地10萬噸級先導性試驗及百萬噸級示范工程的加快實施，攜手推進溫室氣體減排，這標志著我國首個跨行業CCUS項目的加速運行。

能源產業進步的戰略方向

近年來，CCS(二氧化碳捕集與封存)一直是國際領域應對氣候變化的熱點。我國結合本國實際，在CCS的基礎上提出了CCUS，即二氧化碳的捕集、利用與封存。

CCUS （Carbon Capture Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利

用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。

隨著我國的不斷努力和實踐，CCUS逐漸成為國際社會的共識和行動，也對我國低碳發展具有越來越重要的戰略意義，是低碳發展的必然抉擇。

二氧化碳捕集驅油及埋存為能源產業進步提供了廣闊市場，是一項創新性、革命性工作，為煤炭清潔利用尋找到了排污之路，為剩余油氣動用提供了充足資源。

CCUS是我國能源領域的重要戰略方向，正如中國石油和化學工業聯合會會長李勇武所指出的，無論是煤炭企業還是石油企業，CCUS都是轉變發展方式、實現可持續發展的重要途徑，未來CCUS有可能發展成一個重要的新興產業。

當前，我國已成為世界最大碳排放國，應對氣候變化的壓力日益增大。據統計，2013年我國碳排放總量79億噸，占世界總排放量的25%。預計到2015年，我國二氧化碳排放總量超過90.8億噸。盡管我國承諾到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年水平下降40%—45%，但總量仍將繼續增長，有效減碳迫在眉睫。

提高能源效率、利用可再生能源、二氧化碳捕集與封存，這是目前國際公認的減碳途徑。研究顯示，二氧化碳捕集與封存是具有巨大減排潛力的技術。按照國際能源署(IEA)的預計，二氧化碳捕集與封存的減排貢獻度能占全球總減排量的19%。

我國擁有廣闊的CCUS應用市場，發展潛力巨大。據悉，2016—2030年，我國石油、天然氣、煤炭和可再生能源消費總量年均增速2.3%，二氧化碳排放量年均增速1.8%，到2030年，我國二氧化碳排放總量約119億噸。中國石油經濟技術研究院的數據顯示，全國約130億噸原油地質儲量適合二氧化碳驅油，可提高采收率15%，增加可采儲量19.2億噸，并封存二氧化碳約47億—55億噸，若考慮全部油藏潛力，則封存量達150億噸以上。

CCUS雖然是一種新興的前沿技術，但在捕集、運輸和封存各環節所使用的技術，可借鑒傳統行業已有技術的研發和應用經驗，如化學工業的捕集技術、石油開采中的提高采收率技術。這在一定程度上減少了前期研發投入，也吸引了企業的積極參與。目前國內的CCUS示范項目主要由大型企業實施，如中國石油、中國石化、延長石油、神華集團、華能集團等。

目前我國已投運的CCUS示范項目，其捕集的二氧化碳主要以各種形式再利用或用以提高石油采收率為主。例如中國石油在吉林油田開展的二氧化碳捕集、驅油與封存一體化項目，目前已進入工業化推廣階段，階段封存二氧化碳63萬噸，二氧化碳驅油年產能20萬噸。吉林油田利用二氧化碳驅油效果明顯，可提高采收率22.8%，而且在驅油過程中，可實現二氧化碳的有效封存。預計到2020年，CCUS可為吉林油田減碳460萬噸。神華集團鄂爾多斯10萬噸/年全流程CCS示范項目于2010年開工建設，2011年5月正式開始注入二氧化碳，截至目前已累計封存二氧化碳超過20萬噸，為其他項目的實施提供了寶貴經驗。

全產業鏈合作的成熟典范

中國石油、神華集團、中國石油和化學工業聯合會的三方合作旨在探索將神華集團鄂爾多斯煤化工企業排放的二氧化碳，捕集后就近輸送至中國石油長慶油田用于驅油，在提高采收率的同時，最終實現封存二氧化碳的目的，被業界稱為國內首次“跨地區、跨行業、跨企業”的二氧化碳捕集利用及埋存（CCUS）全產業鏈合作。

此次合作對我國溫室氣體減排具有戰略意義，推動了科技進步，勾勒出良好的產業前景，是企業加快轉型升級、實現可持續發展的雙贏選擇，更會助力中國在這個領域掌握話語權。這個項目將為我國在氣候談判中爭取更多主動權，也將為日后全產業鏈合作探索出一條成熟的運作模式，促進新產業和相關產業發展，可謂“高碳產業，低碳發展”戰略的具體實踐。

雖然我國發展CCUS面臨很多機遇，但其高技術、高投入、高

成本、高風險的特點也是嚴峻的挑戰。想要確保二氧化碳供得上、用得起、注得進、封得住，唯有各方合作，方能分擔風險，降低成本，實現共贏。

發展CCUS產業面臨安全隱患。CCUS技術處理的是高濃度和高壓下的液態二氧化碳，一旦在運輸、注入和封存過程中發生泄漏，會危及人身安全，甚至會對附近居民和生態系統造成不良影響。

CCUS是高耗能產業。CCUS技術實際上是通過消耗額外的能源換取碳排放的降低。數據顯示，如果現代化燃煤電廠將排放二氧化碳的80%進行捕集，將使電廠的能耗增加24%—40%。

CCUS的廣泛應用要應對高昂捕集成本的挑戰。在目前的技術水平下，不論是電廠配合燃燒前捕集技術，還是普通熱電廠的燃燒后捕集技術，引入二氧化碳捕集環節都將造成發電成本增加。中科院工程熱物理研究所的數據顯示，華能集團上海石洞口捕集示范項目，捕集90%的排放二氧化碳，將使發電成本從大約每千瓦時0.26元提高到0.5元，成本幾近翻番。

在油田注入和埋存方面，與國外已實施二氧化碳驅油的油藏不同，我國油藏多為陸相沉積，二氧化碳與地下原油實現混相難度大；同時也缺少系統的評價理論和工程方法。打通技術集成應用的難關，實現CCUS產業的規模化、商業化快速發展，有賴于煤化工企業、油氣生產商、行業協會以及政府的聯合協同，一盤棋加以推進。

此前，中國石油、神華集團、中國石油和化學工業聯合會聯合成立了陜甘寧內蒙古地區二氧化碳捕集、驅油和封存工作領導小組，以加強對這些地區碳捕集、驅油和封存工作的組織領導和協調，并完成商業模式和相關政策研究，力爭將CCUS一體化技術做大做強并加以商業化推廣，這開創了國內CCUS跨部門合作的典范。

神華集團可提供二氧化碳氣源，在新型煤化工的二氧化碳捕集、運輸等環節具有技術特長；中國石油可實施二氧化碳驅油及埋存，在二氧化碳注入驅油和埋存等環節具有技術優勢，這讓建設跨部門、跨行業的CCUS技術攻關和產業發展聯合體成為了需要和可能。開展跨行業強強合作，不僅可以更高效地實現二氧化碳捕集、運輸、驅油及埋存全產業鏈試驗和示范，也能為將來跨行業建設CCUS項目積累經驗。

CCUS是一項應對氣候變化的技術需求，是一種能大規模控制溫室氣體排放的有潛力的技術，成本過高無疑是CCUS加快發展的掣肘。對此，專家建議，進行跨部門合作，比如把新型煤化工和油氣開采結合起來，統籌規劃，一體化推進；此外，國家政策要大力支持，通過碳稅補貼或稅收減免，削減一部分成本。國外的成功經驗也值得借鑒，開拓二氧化碳利用途徑來提高經濟效益，從而降低CCUS總體成本。比如，美國已經開始實施二氧化碳制塑料生產線的商業化，日本正在研究利用二氧化碳合成藥物，德國拜耳正在研究基于二氧化碳原料的聚氨酯生產方法等。

二氧化碳封存是一項復雜的系統工程，涉及政府宏觀規劃布局、公共安全和環境風險等綜合性問題，需要投入大量人力、物力和資本。考慮到技術方面的挑戰和不確定性，我國CCUS的發展還有很長的路要走。

2013年11月，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）產業技術創新戰略聯盟在北京正式成立。聯盟由中國石油、中國石化、華能集團和國電集團4家作為理事長單位牽頭建立，旨在不斷完善合作機制，組織好二氧化碳利用、CCUS提高能效與降低成本、CCUS安全環保監測與控制等重點發展方向上的研發與示范，采取積極行動加強國際交流與合作，通過聯盟帶動產學研合作引領我國CCUS技術進步，爭取到2030年CCUS在我國控制溫室氣體排放中發揮更大的作用。

CCUS產業技術創新戰略聯盟，體現了各方共建生態文明的使命感。企業主體加大技術創新力度，降低技術應用成本，加之國家相關政策和激勵機制的有利扶持，為CCUS的商業化應用營造有利環境，“高碳產業，低碳發展”之路必將越走越遠。