二氧化碳驅油封存項目的風險分析
張 俊
澳大利亞莫納什大學商學院
全球氣候變化問題日益嚴峻,已經成為威脅人類可持續發展的主要因素之一,削減溫室氣體排放以減緩氣候變化成為當今國際社會關注的熱點。二氧化碳驅油封存項目在中國仍處于研發和示范階段,面臨著高成本、高能耗、長期安全性和可靠性不確定等突出問題。從碳交易和環境安全兩個角度分析了項目存在的風險。為了提高了二氧化碳驅油封存項目的安全性,降低項目的風險,建議在二氧化碳質量平衡和加快制定環境監管制度兩大方面加大研究力度,為未來大規模推廣二氧化碳驅油封存技術掃清障礙。
二氧化碳;驅油封存;風險;技術儲備
全球氣候變化問題日益嚴峻,已經成為威脅人類可持續發展的主要因素之一,削減溫室氣體排放以減緩氣候變化成為當今國際社會關注的熱點。2009年12月,在哥本哈根協議上制定了將全球溫度上升控制在2℃以內的目標。碳捕集封存(CCS Carbon Capture&Storage)技術由于具有減少整體減排成本以及增加實現溫室氣體減排靈活性的潛力,成為當前主要減排技術選擇之一。中國是發展中國家,結合本國國情提出CCUS(Carbon Capture,Utilization&Storage)技術,可部分抵消二氧化碳的捕集成本甚至創造額外的經濟效益。中國是能源消耗大國,CCUS技術對實現我國減排目標意義更為重大。近年來,國內大油田紛紛進入開采中后期,為保證原油產量,諸多強化采油技術得到了大力發展。二氧化碳驅油被認為是二十一世紀最具前途的提高石油采收率技術之一,它同時可以實現對溫室氣體二氧化碳的地下封存,達到一舉兩得的效果,得到國際上大型石油公司的推崇和各國政府的大力支持。目前二氧化碳增產石油過程中存在的主要問題為成本和環境風險。
油氣開采中所需二氧化碳來源不足,需要從工業廢氣中分離,從而增加了二氧化碳捕集技術難度與埋存成本。二氧化碳驅油封存屬于節能減排項目,可以通過清潔發展機制(Clean Development Mechanism,CDM)在國際上進行碳交易。隨著《京都議定書》在2012年的到期,許多大國在國際政治舞臺上已將溫室氣體減排問題變為重要籌碼。盡管我國目前不必履行《京都議定書》的減排規定,但隨著我國經濟的快速發展,很快成為溫室氣體排放第一大國,碳交易中的角色可能由凈賣方轉變為凈買方。為了在國際氣候變化制度談判中爭取話語權,防范因角色轉變對我國碳交易市場產生的巨大沖擊和潛在風險,應密切關注國際氣候變化制度的更新和國家制定的相關政策法規。
二氧化碳驅油封存項目的整體評價、工程運行、封存監測等基礎數據欠缺,給減排量的核定以及項目管理等帶來極大困難,納入CDM還存在很大挑戰。因此,建議石油企業及科研院校關注二氧化碳驅油封存項目的碳質量平衡的研究,定量分析項目在溫室氣體減排中的貢獻與作用。
碳封存對社會環境可能存在的風險有:二氧化碳逃逸、二氧化碳泄漏、大量二氧化碳進入大氣會對全球氣候變化產生影響;鹽水取代地下水,破壞當地生態;誘發地震,引起地面沉降或升高,也會對公眾健康產生影響。二氧化碳驅油大規模發展首先要取決于其安全性,在環保上是否具有持久性、可監控性和可操作性。盡管世界上已有的二氧化碳驅油項目到目前還沒有發生泄漏事故,但驅油后還存在一個很長的封存期。從生命周期的角度出發,誰也不敢保證在今后的幾十年,甚至幾百年,幾萬年地層中的二氧化碳的羽流形狀,因此存在著潛在的風險。目前只能通過地質模型對二氧化碳的羽流進行模擬,但模型輸入參數的不確定性將導致羽流分析結果的不確定性,存在一定的風險。
為了對二氧化碳潛在的泄漏風險進行識別和預警,各國紛紛制定相應的法律法規,如澳大利亞的《二氧化碳地質封存環境指南》、歐盟的《二氧化碳地質封存指令》、美國的《二氧化碳捕集運輸封存指南》、英國的《二氧化碳儲存許可法令》、挪威的《二氧化碳地質封存選址指南》以及日本的《海洋污染防治法》的修訂等,規定二氧化碳封存過程必須開展環境監測、環境影響評價和核準等工作。
我國十分重視CCS技術的發展和技術儲備。在國家科技部2007年的《中國應對氣候變化科技專項行動》中,CCS技術作為控制溫室氣體排放和減緩氣候變化的技術重點被列入專項行動的四個主要活動領域之一。2007年6月,國家發展改革委員會公布的《中國應對氣候變化國家方案》中強調重點開發二氧化碳的捕集和封存技術,并加強國際間氣候變化技術的發展、應用與轉讓。2011年,國務院辦公廳印發了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》,明確指出要在火電、煤化工、水泥和鋼鐵行業中開展碳捕集試驗項目,建設二氧化碳捕集、驅油、封存一體化示范工程。截至2011年,我國已經建成13個CCUS試驗示范項目,2個二期擴大項目和6個規劃項目。由于我國在CCS技術的研發和應用方面較發達國家起步晚,在監管制度和法律法規方面還處于空白,特別是與長期安全性、可靠性相關的封存選址,環境、安全與健康影響評價,環境監測,泄漏事故的環境應急等領域的環境監管能力亟待加強。目前,我國CCS技術的相關指南僅有《二氧化碳捕集和封存技術與實施》,由世界資源研究所和清華大學合作編寫,指南建議:我國實施二氧化碳捕集宜從集中使用煤炭的工業部門入手,而對環境監測、環境影響評價的具體內容尚未涉及。因此,由于缺乏健全的環境監管制度,增加了項目潛在的管理風險。
二氧化碳驅油封存項目在中國仍處于研發和示范階段,面臨著高成本、高能耗、長期安全性和可靠性不確定等突出問題。從碳交易和環境安全兩個角度分析了項目存在的風險:①雖然我國是發展中國家,不用履行《京都議定書》的減排規定,但我國是溫室氣體排放大國,面臨碳交易角色轉變的風險,建議石油企業以及科研院校關注二氧化碳驅油封存的碳質量平衡研究,為項目納入CDM提供數據支持和理論依據。②二氧化碳驅油封存項目存在氣體泄漏的潛在風險和環境監管體制不健全的管理風險。相比于發達國家,我國政府及相關部門尚未針對CCS制定系統的環境監管制度和相關的法律法規,缺少項目管理中的環境監測、環境評價、核準等方面的標準和規范,增加了項目的管理風險。為了提高二氧化碳驅油封存項目的安全性,降低項目的風險,建議在二氧化碳質量平衡和加快制定環境監管制度兩大方面加大研究力度,為未來大規模推廣二氧化碳驅油封存技術掃清障礙。
(欄目主持 楊 軍)
10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.009