中国石油CCUS技术进展及展望

中国石油安全环保技术研究院 目录 CCUS的重要性及发展现状二、中国石油CCUS的主要进展三、几点展望烃加工协作烃加工协作组 一、CCUS的重要性及发展现状 口实现碳达峰碳中和是党中央作出的重大战略决策 实现碳达峰、碳中和，是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策，是着力解决资源环境约束突出问题、深入推动高质量发展的内在要求与必然选择。 推进“双碳”工作，是顺应技术进步趋势、推动经济结构转型升级，满足人民群众日益增长的优美生态环境需求，促进人与自然和谐共生的迫切需要 党的二十大报告指出，积极稳妥推进碳达峰碳中和，立足我国能源资源票赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。 一、CCUS的重要性及发展现状 口CCUS是全球实现碳中和自标不可或缺的碳减排技术 CCUS是国际公认的三大减碳途径之一，在碳中和进程中具有不可替代的重要作用。据国际能源署（IEA）预测，全球利用CCUS减碳将在2030年、2035年、2050年分别达16亿吨，40亿吨和76亿吨，分别占2020年全球碳排放总量的4.7%、11.8%和22.4%。 一、CCUS的重要性及发展现状 口CCUS是我国化石能源刚需背景下实现碳中和的兜底技术 基于“富煤、缺油、少气”的资源烹赋特征，化石能源仍将是未来我国多能融合现代能源体系的重要组成部分。预计到2050年，化石能源占中国能源消费比例的10%-15%。 CCS/CCUS是化石能源实现零排放利用的唯一选择，是化石能源在刚需背景下实现碳达峰碳中和的兜底技术，在碳达峰碳中和进程中具有不可替代的重要作用， CCUS的重要性及发展现状 口CCUS概念提出 北美自20世纪60年代起开展C0.驱油提高石油采收率的研究，并于1972年在得克萨斯州开展第一个大规模CO-EOR项自SACROC， 1976年，意大利学者Marchetti提出了C0捕集，运输与封存（CCS）的概念。 2006年，香山科学会议上，中国石油专家首次提出了中国发展CCUS/CCS产业倡议，开启了我国CCUS/CCS发展新篇章。 CCUS的重要性及发展现状 一、CCUS的重要性及发展现状 口CCUS产业发展呈现多元化、网络化集群化 全球目前已发展形成以CO2-EOR为基础，地质封存为核心的多类型CCS/CCUS项目，涉及天然气处理、燃煤发电、化工、钢铁等多个行业 为深入推动CO.减排，促进规模碳捕集项目发展，开发从多个排放源捕集CO的CCS/CCUS网络或集群已成为新趋势，共享CO.液化、运输和封存设施降低CCS/CCUS产业链风险，使规模经济惠及更多项目。 一、CCUS的重要性及发展现状 口CCUS技术体系不断完善，关键技术持续送代升级 捕集：形成以低温甲醇洗，有机胺吸收为代表的规模化碳捕集技术 管输：形成含杂质超临界CO，管输工艺控制与流动保障技术，超临界CO管道断裂控制技术 驱油：形成提高采收率技术体系，推动注采和地面工程技术自动化 封存：形成封存效率提升技术和泄漏风险监测与量化核查技术，构建封存全生命周期技术标准体 、CCUS的重要性及发展现状 口我国CCUS关键技术体系驱待完善，技术先进性驱需提升 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。 国外集群化发展具有基础设施共享、项自系统性强、技术代际关联度高、能量资源交互利用、工业示范与商业应用衔接紧密等优势，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 目录 一、CCUS的重要性及发展现状 二、中国石油CCUS的主要进展三、下一步计划烃加工协作烃加工协作组 二、中国石油CCUS进展 口集团高度重视，系统布局，加速推进CCS/CCUS全产业链发展 中国石油高度重视能源绿色低碳转型，把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，确定了“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总战略，部署了CCUS产业链建设等十大工程。烃加工 2021年2月17日，戴厚良董事长接受央视专访时表示：中石油把绿色低碳纳入了五大发展战略之一。“十四五“末，化石能源和低碳、零碳能源的发展格局初步形成，2050年左右基本达到近零排放目标 二、中国石油CCUS进展 口经历三阶段跨越发展 经历探索、攻关试验及工业示范三个阶段的发展，几代石油人以十年磨一剑的韧性和拼劲接续推进关键技术攻关，助推中国石油CCUS-EOR技术不断取得新突破，实现从跟跑到并跑再到领跑的跨越。 口探索阶段（19652006）1965年大庆油田碳酸水试注实验拉开中国探索CO,驱油序幕口攻关试验阶段（2007一2021）持续开展973、863重大项目攻关，建成多个全流程试验项目口工业示范阶段（2022—）发布《绿色低碳发展行动计划3.0》 二、中国石油CCUS进展 口中国石油持续保持CO，年/累计注入规模国内领先 1965年，大庆油田开展含C0碳酸水试注实验，拉开了中国探索CO2驱油的序幕。 截止到2023年，中国石油C0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。 二、中国石油CCUS进展 口部署实施百亿方CCUS工程，提供亿吨级碳埋存能力 口部署大庆、吉林、长庆、新疆等“四大工程示范”，辽河、冀东、大港、华北、吐哈、南方等六个先导试验”。 口到2050年，利用公司内部碳源形成1亿吨的存能力与引领CCUS产业发展的能力。 二、中国石油CCUS进展 口2021年成立中国石油碳中和技术研发中心 二、中国石油CCUS进展 口《中国石油CCUS大事记》在第七届CCUS论坛发布 >2023年3月17-18日，第七届碳捕集利用与封存国际论坛在中国石油科技交流中心举办，会上首次发布了《中国石油CCUS大事记》。 大事记由中石油安全环保院碳中和中心牵头并联合勘探院等单位共同编制，首次确立中国石油探索、攻关试验及工业示范等三阶段的CCUS发展历程，总结了中国石油CCUS方面的标志性成果。 二、中国石油CCUS进展 二、中国石油CCUS进展 口安环院积极打造五大CCUS实验平台轻加 二、中国石油CCUS进展 安环院课题组在碳捕集吸收剂等方面开展近20年的系统研究 从2005年起，围绕碳捕集新吸收剂、两相吸收法、溶剂降解回收及捕集新工艺，课题组承担/参与包括壳牌、美国能源部、国家自然基金、国家重点研发计划、国家能源集团及中国石油等各类碳捕集项目12项，累计经费超1.3亿元（含刚立的捕集及封存课题超过2.3亿） 二、中国石油CCUS进展 口安环院新溶剂万吨级捕集能耗评价 相比30%单乙醇胺（MEA）吸收剂，COSE-1吸收剂能耗降低41%，液气比降低43%，证实同等捕集规模下COSE-1在较低吸收剂循环量下能耗比现有吸收剂明显降低。这是国内首次采用第三代吸收剂进行的万吨级商业化示范。 二、中国石油CCUS进展 口CO，吸附剂的制备 采用化学接枝法合成固态胺吸附材料1种，400ppmC02浓度下吸附量达0.6mmo1/g，C02浓度10%时的饱和吸附量超过2mmo1/g，有望同时用于直接空气和烟气C0捕集 二、中国石油CCUS进展 口CO封存潜力评价方法开发 以碳收集领导人论坛（CSLF）有关理存潜力分级及计算公式为基础，综合考虑CO2在咸水层封存的动态变化及主要形式，提出了适合我国CO2咸水层封存潜力评价方法一容量系数法。 理论埋存量计算： 有效埋存量计算： 二、中国石油CCUS进展 口CO，封存潜力评价方法应用评价 对中国石油5大油田的137个油藏的存潜力评价，有效C0，封存潜力约20亿吨，可提高采收率8-15%，编制了基于GIS的分布图件。 二、中国石油CCUS进展 安环院近期主要研究重点 新型碳捕集吸收剂及运行控制技术 新吸收剂十万吨级放大及商业化 新型碳捕集吸附剂 碳捕集与转化一体化技术经加工协作组 咸水层封存关键技术 目录 一、CCUS的重要性及发展现状 二、中国石油CCUS的主要进展三、几点展望烃加工协作烃加工协作组 三、几点展望 口CCUS必将迎来规模化大发展 我国C0.驱油理藏潜力约为51亿吨，为碳减排提供早期低成本机会：而地质封存潜力约为1.21-4.13万亿吨，是实现C0，深度减排的重要途径。预计到2050年每年CCS/CCUS实现的减排量约为10亿吨 以低浓度捕集，化工与生物利用为主的CCUS技术卡点将是未来主要的研究方向。 三、几点展望 口低浓度捕集低能耗低成本化迫在眉睫 经过三代吸收剂功能基团设计方面的持续攻关，吸收容量有所增加，捕集能耗显著降低。第三代吸收剂中的贫水/非水吸收剂文献报道最高容量达到4.0mo1/儿左右，但粘度较高，挥发腐蚀降解严重，粘度更低，稳定性更好的高容量低能耗/低成本吸收剂仍是行业研究热点。 三、几点展望 口CO制绿色甲醇市场增长潜力巨大 以“液态阳光”为代表的绿色甲醇技术实现太阳能等清洁能源的储存，运输及利用，是实现二氧化碳规模化资源化利用的重要途径 甲醇汽车可以替代大量汽柴油，减少我国石油进口，保障我国交通领域能源安全，为实现交通领域碳中和提供一种新的解决方案。据报道，吉利汽车已签约300台甲醇重卡订单。 三、几点展望 口CO.制绿色芳烃有望成为新的高端化学品生产路线 芳烃是重要平台化学品，是化纤、工程塑料及高性能塑料等的关键原料。我国芳烃生产主要依赖石油路线，并且在炼油厂中存在乙烯、丙烯、汽油与芳烃争夺原料的问题 CO,制绿色芳烃有利于解决生产过程碳排放的消纳和转化，为二氧化碳高效清洁利用提供有效的解决方案，借助产业升级拉动内需增长。 三、几点展望 口电子燃料将改写燃油车未来禁售的历史 电子燃料（E-fuel）是可以将水电解生成的氢气和二氧化碳通过催化反应进而合成的一种液体碳氢链燃料， 2023年3月21日，欧盟委员会制定了一项计划草案，允许销售仅使用电子燃料的新型内燃机汽车，以解决与德国从2035年起逐步淘汰欧盟内燃机汽车的争端。这项提议可以为汽车制造商提供一种全新的方式，使它们在 结语 习近平总书记在2023年全国生态环境保护大会上的讲话指出：我们承诺的“双碳”目标是确定不移的，但达到这一目标的路径和方式，节奏和力度则应该而且必须由我们自已作主，决不受他人左右。 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期待与在座各位一道共同为CCUS的规模化大发展做出新的贡献。烃加工协作组