中国石油CCUS技术进展及展望

CCUS技术的重要性及中国石油的发展现状与展望

一、CCUS的重要性及发展现状

CCUS（碳捕集、利用与封存）是实现碳达峰碳中和目标的关键技术，具有全球性和国内双重重要性：

1. 全球重要性：CCUS是全球实现碳中和目标不可或缺的碳减排技术，据IEA预测，到2030年、2035年、2050年，CCUS将分别实现16亿吨、40亿吨和76亿吨的减碳量，占全球碳排放总量的比例分别为4.7%、11.8%和22.4%。
2. 国内重要性：我国以“富煤、缺油、少气”的资源禀赋，化石能源仍将是未来能源体系的重要组成部分。CCS/CCUS是化石能源实现零排放利用的唯一选择，是未来我国实现碳中和的兜底技术。
3. 发展历程：CCUS概念最早由意大利学者Marchetti于1976年提出，北美自20世纪60年代起开展CO2驱油提高石油采收率的研究。2006年，中国石油专家首次提出发展CCUS/CCS产业倡议。
4. 产业现状：全球CCUS产业发展呈现多元化、网络化集群化趋势，以CO2-EOR为基础，地质封存为核心，涉及天然气处理、燃煤发电、化工、钢铁等多个行业。集群化发展通过基础设施共享、项目系统性强等优势，降低产业链风险，实现规模经济。
5. 技术体系：CCUS技术体系不断完善，关键技术持续迭代升级，包括低温甲醇洗、有机胺吸收等规模化碳捕集技术，含杂质超临界CO2管输工艺，提高采收率技术体系，以及封存效率提升技术和泄漏风险监测技术等。
6. 国内技术差距：与国外相比，国内CO捕集能力相差一个数量级，管道输送能力和埋存规模差两个数量级，综合成本也存在明显差别。国内规模化区域化工程经验不足，生产管理水平也有待提高。

二、中国石油CCUS的主要进展

中国石油高度重视CCUS发展，系统布局全产业链，取得显著进展：

1. 战略布局：将绿色低碳纳入公司五大发展战略之一，发布绿色低碳发展行动计划，确定“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总战略，部署CCUS产业链建设等十大工程。
2. 发展阶段：经历了探索（1965-2006）、攻关试验（2007-2021）和工业示范（2022-）三个阶段，实现从跟跑到并跑再到领跑的跨越。
3. 规模领先：截止到2023年，中国石油CO2年注入量超过150万吨，累计注入量超过700万吨，规模持续保持国内领先。
4. 工程部署：部署实施百亿方CCUS工程，提供亿吨级碳埋存能力，包括大庆、吉林、长庆、新疆等“四大工程示范”，以及辽河、冀东、大港、华北、吐哈、南方等六个先导试验。
5. 研发机构：2021年成立中国石油碳中和技术研发中心。
6. 成果发布：发布《中国石油CCUS大事记》，总结中国石油CCUS发展历程和标志性成果。
7. 实验平台：安环院积极打造五大CCUS实验平台，开展碳捕集吸收剂等方面的研究。
8. 技术突破：安环院新溶剂万吨级捕集能耗评价显示，COSE-1吸收剂能耗降低41%，液气比降低43%。开发出固态胺吸附材料，CO2浓度10%时的饱和吸附量超过2mmo1/g。提出适合我国CO2咸水层封存潜力评价方法——容量系数法，评价出有效CO2封存潜力约20亿吨。

三、几点展望

1. 规模化发展：CCUS必将迎来规模化大发展，预计到2050年每年CCS/CCUS实现的减排量约为10亿吨。低浓度捕集、化工与生物利用为主的CCUS技术将是未来主要研究方向。
2. 低浓度捕集技术：高容量低能耗/低成本吸收剂仍是行业研究热点，第三代吸收剂中的贫水/非水吸收剂需解决粘度高、稳定性差等问题。
3. CO2资源化利用：CO2制绿色甲醇市场增长潜力巨大，甲醇汽车可替代大量汽柴油，减少石油进口，保障交通能源安全。CO2制绿色芳烃有望成为新的高端化学品生产路线，解决生产过程碳排放消纳问题。
4. 电子燃料：电子燃料（E-fuel）将改写燃油车未来禁售的历史，欧盟已允许销售仅使用电子燃料的新型内燃机汽车。

结语

加快推进CCUS技术应用和产业链发展，是能源行业实现双碳目标的现实需要和重要路径。CCUS技术将在双碳目标的指引下迎来大规模发展的春天。