統(tǒng)籌油氣供應安全和綠色低碳發(fā)展、堅持油氣與新能源協(xié)同融合發(fā)展、加快推動形成綠色低碳生產(chǎn)方式、持續(xù)提升油氣產(chǎn)量和綜合能源供給保障能力,已成為石油
石化行業(yè)的時代課題。
在近期舉辦的2023油氣與新能源融合發(fā)展大會上,與會專家以“聚焦油氣與新能源融合發(fā)展,助力油氣行業(yè)綠色低碳轉型”為主題,立足油區(qū)資源稟賦和油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,探討可再生能源與傳統(tǒng)油氣融合發(fā)展新技術、新趨勢,助力構建清潔低碳、安全高效的能源體系。
2023年3月,國家能源局印發(fā)《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動方案(2023-2025年)》,要求統(tǒng)籌推進油氣供應安全和綠色發(fā)展,在穩(wěn)油增氣、提升油氣資源供給能力的基礎上,加快行業(yè)綠色低碳轉型。
中國工程院院士蘇義腦表示,當今世界仍處于油氣時代,要有效控制二氧化
碳排放,推進能源結構調(diào)整與轉型,建立清潔、低碳、安全、高效的新能源體系。
蘇義腦認為,“雙碳”目標應在立足國情、安全發(fā)展、科學創(chuàng)新、務求實效四大基本理念下認識和研究。
第一,立足國情。目前,能源轉型已取得重要進展,但我國仍面臨產(chǎn)業(yè)結構偏重、能源消費偏煤、能源利用效率偏低、碳中和窗口期偏短、新能源關鍵礦物供應不足等
問題。
第二,安全發(fā)展。保證充足可靠的能源供應是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略中的首要問題,能源安全關乎國家安全。
第三,科學創(chuàng)新。科技與管理創(chuàng)新是實現(xiàn)“雙碳”目標的推動力,要做到在科學原理上是可能的、技術經(jīng)濟上是可行的、工程實踐上是可操作的、長遠發(fā)展是可持續(xù)的。
第四,務求實效。能源發(fā)展戰(zhàn)略研究、路徑選擇和方案設計要落到實處,這是一場深刻的能源科技、經(jīng)濟、社會革命,面臨諸多風險與挑戰(zhàn)。
中國科學院院士費維揚指出,必須充分認識實現(xiàn)“雙碳”目標的緊迫性和艱巨性,要處理好4對關系,即發(fā)展和
減排、整體和局部、長遠目標和短期目標、政府和
市場的關系。
要實現(xiàn)“雙碳”目標,能源消費是核心,只有控制好能源消費結構比例,才能控制住排放總量;產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整是關鍵,我國處于工業(yè)化中后期,第二產(chǎn)業(yè)既是國民經(jīng)濟的基石,也是耗能大戶,而且存在產(chǎn)業(yè)結構不合理的問題;化石能源是重點,化石能源消費是碳排放量居高不下的根本原因,同時也要認識到化石能源沒有原罪,需要通過科技創(chuàng)新把它用好、用清潔;提效
節(jié)能是抓手,只有通過科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新才能實現(xiàn)提效,節(jié)能本身就是減排;建設現(xiàn)代能源體系是目標,實現(xiàn)“雙碳”目標,就是要實現(xiàn)化石能源清潔化,非化石能源低碳化,新能源的多元化、規(guī)?;捅镜鼗?,多種能源綜合化,終端能源消費的再電氣化,能源系統(tǒng)智慧化,建立有中國特色的新型能源體系。
作為戰(zhàn)略性技術的CCUS
IEA(國際能源署)預測,全球利用CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)減碳量在2030年、2035年和2050年將分別達到16億噸、40億噸和76億噸,分別占2020年全球碳排放總量的4.7%、11.8%和22.4%。
由于我國的資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結構特點,煤電、
鋼鐵、
水泥和石化等高碳行業(yè)的轉型升級需要時間,即使實現(xiàn)碳中和,我國也不能完全擺脫化石能源。費維揚表示,CCUS是化石能源大規(guī)模低碳利用的主要途徑,是一種戰(zhàn)略性技術。
IEA估算,從燃煤電廠煙道氣中捕集、
運輸和封存1噸二氧化碳的成本高達60美元。因此,構建低成本、安全可靠的CCUS技術體系和產(chǎn)業(yè)集群可以為實現(xiàn)碳中和目標提供技術保障。
當前,我國CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得一定進展。中國石化建成國內(nèi)首個百萬噸級CCUS示范項目,我國首條百萬噸、百公里高壓常溫密相二氧化碳輸送管道投產(chǎn),實現(xiàn)了CCUS規(guī)?;⑷湕l發(fā)展。中國海油恩平15-1高含二氧化碳天然氣回注埋存一體化示范項目于2023年6月正式投用。這是我國首個海上百萬噸級二氧化碳封存工程,實現(xiàn)了我國海上二氧化碳封存領域從無到有的突破。清華大學
化工系通過復合溶劑、高效分離設備、膜解吸復合再生工藝等研究,研發(fā)出多套低濃度二氧化碳捕集中試設備,研究成果比傳統(tǒng)工藝降低成本30%。
費維揚介紹,二氧化碳資源的開發(fā)利用研究得到各國政府的高度重視,正在成為科研和產(chǎn)業(yè)部門關注的熱門課題,如二氧化碳提高采收率、化學利用和農(nóng)業(yè)利用等。其中,二氧化碳化學利用主要途徑有二氧化碳加氫制備甲醇,二氧化碳制DMC(碳酸二甲酯)、聚碳酸酯、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)等,當前已分別建成萬噸級或10萬噸級的示范裝置。二氧化碳光催化是研究熱點,但只有在光催化劑研發(fā)和制氫技術取得重大突破后,才有可能實現(xiàn)二氧化碳的大規(guī)模化學利用。
油氣與新能源融合發(fā)展具有優(yōu)勢
保障國家能源安全和實現(xiàn)綠色發(fā)展是油氣行業(yè)的責任。
中國石化發(fā)展計劃部首席專家郭衛(wèi)軍介紹,預計我國石油需求中長期內(nèi)將繼續(xù)增長,將于2025~2030年達峰,天然氣需求將快速增長,預計2035~2040年達峰,油氣進口依存度將攀升,油氣行業(yè)保供壓力進一步加大;隨著油氣勘探開發(fā)難度加大和資源劣質(zhì)化加劇,上游生產(chǎn)將消耗更多的能源,而“雙碳”目標的提出又要求實現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)。因此,推動油氣與新能源融合發(fā)展是油氣行業(yè)更好承擔雙重責任的戰(zhàn)略途徑和現(xiàn)實選擇。
《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動方案 (2023-2025年)》提出了明確的發(fā)展目標、發(fā)展路徑及
政策保障措施。2023年4月,國家能源局召開油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展啟動會,對油氣企業(yè)進一步做好融合發(fā)展做出專題部署、提出具體要求。
油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展的三大目標是油氣供給穩(wěn)步增長、綠色發(fā)展效果顯著、行業(yè)轉型明顯加快;四項重點措施是大力推進陸上油氣礦區(qū)及周邊地區(qū)風電和光伏發(fā)電、統(tǒng)籌推進海上風電與油氣勘探開發(fā)、加快提升油氣上游新能源開發(fā)利用和儲存能力、積極推進綠色油氣田示范建設。
中國石化持續(xù)推進化石能源潔凈化、潔凈能源規(guī)?;?、生產(chǎn)過程低碳化,提出實施太陽能資源開發(fā)利用、存儲消納能力建設、風能資源開發(fā)利用、裝備與車輛電動化、余熱資源有效利用、綠電引進消納、地熱資源開發(fā)利用、綠色油氣田示范、CCUS融合發(fā)展、創(chuàng)新攻關等油氣與新能源融合發(fā)展十大工程。
中國石油按照新能源支撐油氣增產(chǎn)、 低碳生產(chǎn)、清潔供能三條路徑, 實現(xiàn)油氣保障供應與綠色低碳轉型相統(tǒng)一。
吉林油田通過風光發(fā)電項目實現(xiàn)了綠電替代,還通過地熱、光熱、空氣源熱部分替代天然氣加熱,每年可減少天然氣消耗60萬立方米,結合CCUS等技術,產(chǎn)出我國第一桶零碳原油。零碳原油就是采用無碳或負碳排放的方式生產(chǎn)的原油產(chǎn)品。
中國海油積極發(fā)展海上風電,擇優(yōu)發(fā)展陸上風光,探索培育氫能、儲能產(chǎn)業(yè),統(tǒng)籌推進綠電和
碳交易,穩(wěn)妥推進CCS/CCUS。
中國石油油氣和新能源分公司新能源事業(yè)部總經(jīng)理蘇春梅介紹,油氣田企業(yè)具有得天獨厚的新能源發(fā)展基礎。一是油氣礦權區(qū)內(nèi)風能、光能、地熱資源豐富,二氧化碳地質(zhì)埋存能力強。二是油氣田配套設施齊全,擁有自備電廠、土地,以及地下儲氣庫、天然氣管道等配套設施,具備開展氣風光發(fā)電、儲能調(diào)峰、管道摻氫等業(yè)務的基礎條件。三是油氣生產(chǎn)綜合能源應用場景豐富,分布式智能電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲多能互補、“油氣熱電氫”聯(lián)供可拓展清潔高效的綜合能源服務范圍。
江蘇油田:埋碳驅油“兩不誤” 增產(chǎn)增效“雙豐收”
江蘇油田33區(qū)塊受儲層特低滲影響,采取注水開發(fā)一直未實現(xiàn)有效動用。技術人員改用大注入量超前注二氧化碳方式開發(fā),近期油井壓力呈現(xiàn)持續(xù)上升好勢頭,預計開井后將收到良好效果。
近年來,在“雙碳”目標引領下,江蘇油田持續(xù)加大CCUS技術應用力度,邁入綠色低碳轉型發(fā)展新階段。目前,江蘇油田每年向地下注入二氧化碳10萬噸以上。
變廢為寶 實現(xiàn)效益開發(fā)
作為東部老油田,江蘇油田已整體進入高含水、高可采儲量采出程度開發(fā)階段。該油田積極轉換開發(fā)方式,探索CCUS提高采收率技術。
花26區(qū)塊油藏平均滲透率僅為3.5毫達西,屬于低滲致密油藏,注水壓力高,水驅效果差,穩(wěn)產(chǎn)難度大。2015年,技術人員對該區(qū)塊注二氧化碳,截至目前,累計注氣4.66萬噸、增油3.7萬噸。
江蘇油田復雜斷塊和低滲透儲量約有9000萬噸,開發(fā)上“水注不進、油采不出”。利用二氧化碳驅油,二氧化碳分子直徑小于水分子,可提高注入能力,通過高壓注入,可以使二氧化碳與原油形成混相,擴大波及體積,可提高采收率10~20個百分點。
近年來,江蘇油田持續(xù)開展適應復雜小斷塊油田特征的二氧化碳驅油模式及配套工藝攻關,加快技術推廣應用。目前,江蘇油田平均二氧化碳換油率為0.31∶1,實施注氣單元25個,累計增油10萬噸,實現(xiàn)埋碳驅油“兩不誤”、增產(chǎn)增效“雙豐收”。
規(guī)模推廣 做好引領示范
近日,采油二廠高21斷塊油井復產(chǎn)捷報頻傳,3口油井通過驅吐一體化技術,日產(chǎn)油15.5噸,較注氣前日增油13.8噸,油井含水率持續(xù)下降。
高21斷塊是典型的低滲高含水區(qū)塊,此前注水效果不好,油井幾乎處于廢棄狀態(tài)。今年3月,技術人員對其開展注二氧化碳試驗。“我們在注氣的同時關閉油井,注氣階段氣體驅替裂縫中的原油,燜井階段讓氣體擴散,注采井接替發(fā)力,發(fā)揮驅替與吞吐作用,采出井間和井周剩余油。”江蘇油田勘探開發(fā)研究院開發(fā)三室副主任王智林說。
目前,江蘇油田針對蘇北盆地復雜小斷塊油藏,形成了以仿水平井重力穩(wěn)定驅、氣頂邊水雙向驅、驅吐協(xié)同一體化、“二氧化碳+”為特點的4種驅油技術。同時,他們針對深層低滲與構造巖性兩類低采收率儲量持續(xù)攻關,打開了平均采收率為12.5%的1億噸儲量的增儲空間。
近兩年,江蘇油田CCUS應用技術逐漸從提高采收率方法向開發(fā)方式轉變。李1、楊53、聯(lián)38等區(qū)塊難采儲量通過氣驅開發(fā)實現(xiàn)有效動用。目前,江蘇油田二氧化碳區(qū)塊覆蓋儲量近1600萬噸。
循環(huán)利用 打造零碳示范基地
在采油一廠聯(lián)38井區(qū),180塊光伏板均勻分布在井場一側,為抽油機運行、二氧化碳驅油提供動能。江蘇油田通過科技創(chuàng)新,升級打造了CCUS2.0版本。
聯(lián)38井區(qū)是江蘇油田首個碳中和采油示范區(qū),也是中國石化4個碳中和建設試點井場之一。聯(lián)38斷塊儲層滲透率和彈性采收率低、吸水能力差。2020年底,技術人員根據(jù)聯(lián)38斷塊性質(zhì),制定新老協(xié)同、近混相驅的開發(fā)方案,打造高注低采井網(wǎng),采用快速提壓、均衡驅替、保壓開采的方式,試注液態(tài)二氧化碳。
后期生產(chǎn)過程中,部分二氧化碳會伴隨原油生產(chǎn)從地下“逃出來”,技術人員配套地面回收技術,實現(xiàn)同井場“注入—產(chǎn)出—回收—再注入”閉環(huán),實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。聯(lián)38井區(qū)成為江蘇油田第一個集二氧化碳捕集、運輸、注入、回收于一體的綠色井區(qū),截至目前,累計注氣2.7萬噸,峰值日增油10噸以上。
同時,該示范區(qū)光伏項目累計發(fā)電21.3萬千瓦時、減少二氧化碳排放超100噸。
“下一步,我們將復制聯(lián)38井區(qū)的經(jīng)驗,不斷擴大應用規(guī)模?!苯K油田開發(fā)管理部高級專家金勇說。
新聞會客廳
嘉 賓
江蘇油田安全環(huán)保總監(jiān) 劉家軍
中原油田安全環(huán)保專家 杜擁軍
江漢油田安全環(huán)保部環(huán)保專家 周澤軍
問:當前,能源行業(yè)吹響了向“零碳”進軍號角,“零碳油田”對上游企業(yè)來說意味著什么?
劉家軍:石油生產(chǎn)過程需要耗費大量的能源,“零碳油田”就是充分利用風力、光伏、氫能等清潔能源替代化石能源,結合CCUS技術,實現(xiàn)原油開發(fā)過程中的二氧化碳零排放。打造“零碳油田”將實現(xiàn)化石能源潔凈化、潔凈能源規(guī)?;?、生產(chǎn)過程低碳化、能源產(chǎn)品綠色化。
杜擁軍:具體而言,就是堅持存量降碳、增量低碳、走向零碳、發(fā)展負碳的原則,以油氣生產(chǎn)系統(tǒng)為對象,開展節(jié)能優(yōu)化簡化、潔凈能源利用及負碳產(chǎn)業(yè)技術應用,進一步降低油氣自用量,提高綠電消費比例,減少油氣生產(chǎn)過程中的碳排放。
問:油氣田企業(yè)為推進“零碳油田”建設,做了哪些努力?
劉家軍:江蘇油田推進能效提升,穩(wěn)步提高綠電應用比例,加快提升用能設備電氣化率,用了近兩年時間,安裝了11臺風電機組、132個光伏電站,截至12月4日,已自建風光發(fā)電裝機容量67.15兆瓦,所發(fā)電量全部消納,綠電消費占油田總用電量1/4,自建綠電消費占比位居中國石化上游板塊首位。下一步,將在推進注采輸一體化能效提升工程建設、加快重點領域產(chǎn)品設備更新改造、推動用能設施電氣化改造、加快新能源項目建設速度、提高新能源綠電消納能力、加大CCUS技術研發(fā)與推廣力度等方面持續(xù)攻關,走好走穩(wěn)“零碳油田”之路。
杜擁軍:中原油田立足油氣藏資源、能源行業(yè)技術人才及二氧化碳利用場景等優(yōu)勢,努力克服氣田產(chǎn)出氣二氧化碳含量高、缺乏低成本CCUS技術等困難,以打造一流生態(tài)油氣田為目標,健全“雙碳”管理體制機制,實施能效提升計劃,加大能源結構調(diào)整力度,加強減污降碳協(xié)同治理,推進碳中和示范建設,全力提升綠色發(fā)展能力。
周澤軍:江漢油田將綠色低碳納入公司發(fā)展戰(zhàn)略體系,大力推進新能源業(yè)務規(guī)?;l(fā)展,重點推進太陽能、采出水余熱等清潔能源利用工作,加強新能源源網(wǎng)荷儲一體化布局,2023年新建光伏裝機規(guī)模14兆瓦,光伏裝機總規(guī)模已達83.5兆瓦;大力推進氫能利用,積極拓展鹽化工副產(chǎn)氫用途,減少運輸過程碳排放;積極探索新能源技術,抓好鹵水提鋰示范區(qū)建設,開展鹽穴壓縮空氣儲能和源網(wǎng)荷儲一體化、地熱余熱綜合利用等研究;積極打造碳中和示范項目,目前,江漢采油廠王場聯(lián)合站碳中和項目采用“余熱利用+綠電”的模式,預計年消納綠電800萬千瓦時、
碳減排5300噸。
問:推進零碳轉型發(fā)展的同時,應綜合考慮經(jīng)營效益,如何實現(xiàn)能源轉型與企業(yè)效益雙贏?
劉家軍:一是增強新能源規(guī)模效應,逐步降低新能源建設成本,從源頭提升新能源價值;二是提升能源利用效率,進一步發(fā)展氣轉電工藝,適當發(fā)展儲能業(yè)務,減少棄風棄光,提高新能源使用價值;三是發(fā)揮能源型企業(yè)優(yōu)勢,將富余新能源向周邊企業(yè)供應,充分調(diào)研區(qū)域氫能需求,適時發(fā)展制氫業(yè)務,提高新能源利用價值;四是探索低成本碳捕集及輸送技術,加強二氧化碳驅替規(guī)模應用及防腐蝕、逸散氣回收監(jiān)測等研究,攻關碳產(chǎn)業(yè)關鍵技術,擴大碳埋存應用規(guī)模,加快CCUS合作項目和示范區(qū)建設,建立
碳配額、
ccer(國家核證自愿減排量)交易機制。
杜擁軍:“雙碳”目標下,我國能源綠色轉型加速,油氣田企業(yè)加大天然氣勘探開發(fā)力度,增強清潔能源供給能力,利用閑置土地和可利用屋頂面積,大力發(fā)展分布式風光發(fā)電及采出水余熱綜合利用多元能源供給體系,打造智慧能源管理平臺,提高原有土地的綜合開發(fā)和利用效率,降低土地使用成本和購電成本,增加新的利潤增長點,實現(xiàn)社會和經(jīng)濟效益雙贏。