作為能源大省，CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術(shù)在陜西經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程，這背后是陜西科研技術(shù)能力和水平的不斷提升。目前，陜西擁有全國唯一的碳捕集利用與封存工程技術(shù)研究中心。

8月中旬召開的第六屆絲博會上，綠色產(chǎn)業(yè)館中展示的延長石油CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術(shù)吸引了眾多客商的關(guān)注。絲博會剛閉幕，來自歐洲某企業(yè)集團的代表便主動聯(lián)系延長石油欲尋求進一步合作。

CCUS是指將二氧化碳從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離捕捉，再加以利用或注入地層的過程。這項技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)就是將會使地球溫度升高的二氧化碳捕捉住，所以CCUS又被形象地稱為“碳捕手”。

陜西的CCUS技術(shù)進展如何？記者近日進行了采訪。

攻克成本高難題

推動CCUS規(guī)模化商業(yè)化應用

延長石油建成投產(chǎn)榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集項目，將二氧化碳捕集成本降低為105元/噸，是目前國內(nèi)煤化工行業(yè)二氧化碳捕集成本相對較低的一套裝置。

作為一項綠色低碳技術(shù)，CCUS技術(shù)被公認為目前化石能源實現(xiàn)低碳化利用的最有效技術(shù)之一。延長石油是國內(nèi)較早開展CCUS技術(shù)研究試驗的能源企業(yè)，今年6月30日，其榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集項目建成投產(chǎn)，很快便引發(fā)了國內(nèi)外行業(yè)領(lǐng)域的極大關(guān)注。項目如期成功投產(chǎn)，標志著延長石油CCUS技術(shù)已從先導性試驗邁入工業(yè)化示范放大新階段。

早在十年前，延長石油就開始進行CCUS技術(shù)研究。

“目前工業(yè)領(lǐng)域的二氧化碳捕捉主要是通過吸收、吸附、低溫分餾等方式，將不同排放源的二氧化碳進行分離收集，原理不算太復雜。” 延長石油研究院副總工程師、CCUS研究中心負責人梁全勝說，“難的是降低捕捉成本，形成商業(yè)化模式，而這正是延長石油這些年研究的重點之一。”

捕捉二氧化碳的原理能輕松掌握，然而很多工業(yè)企業(yè)對應用CCUS技術(shù)卻“望而卻步”。《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》指出，目前我國CCUS整體還處于工業(yè)示范階段，而影響其大規(guī)模、商業(yè)化應用的關(guān)鍵因素之一就是成本高。

十年間，圍繞低成本二氧化碳捕集、二氧化碳驅(qū)油提高采收率等方面，延長石油投入大量人力、物力、財力，聯(lián)合高校及科研機構(gòu)進行技術(shù)研究，先后承擔國家科技支撐計劃、863計劃、973計劃、國家重點研發(fā)計劃及中美國際合作等重大科研攻關(guān)項目10余項，并根據(jù)煤化工項目裝置對二氧化碳捕集裝置進行優(yōu)化改造。

兩個多月前建成投產(chǎn)的榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集項目，二氧化碳捕集成本降低為105元/噸。“這是目前國內(nèi)煤化工行業(yè)二氧化碳捕集成本相對較低的一套裝置。”延長石油榆林煤化有限公司總經(jīng)理馮成海說，“這對促進我國CCUS技術(shù)規(guī)模化、商業(yè)化應用具有重要意義。”

8月20日下午，馮成海前腳送走30萬噸/年二氧化碳捕集項目的參觀者，后腳又跟著一輛槽車進入生產(chǎn)裝置區(qū)。他停在圓球形的二氧化碳存儲罐前，此時，正在運轉(zhuǎn)的二氧化碳捕集裝置發(fā)出轟鳴聲，操作工人操作設(shè)備，如加油一般將罐中的液態(tài)二氧化碳裝進槽車。

“我們捕捉的二氧化碳將通過槽車被送到下游的采油廠，用于驅(qū)油。”馮成海說，“這個項目的建成投產(chǎn)不僅實現(xiàn)了低成本捕捉二氧化碳，而且讓捕捉的二氧化碳實現(xiàn)資源化利用，實現(xiàn)制造業(yè)與采掘業(yè)協(xié)同耦合發(fā)展。”

注氣驅(qū)油替代注水驅(qū)油

可使延長石油千萬噸油田多產(chǎn)10年左右

相較于注水驅(qū)油，二氧化碳注入工藝較簡單，而且能降低原油的黏度，使其流動性更強。注入二氧化碳驅(qū)油可使單井產(chǎn)量提高50%，原油采收率較水驅(qū)提高8個百分點以上。

自榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集項目投產(chǎn)以來，每天約有240噸捕集來的二氧化碳被運送到100多公里外，延長石油在安塞、吳起兩地的采油廠。在這里，延長石油已建成二氧化碳驅(qū)油與封存先導示范項目，二氧化碳經(jīng)注氣泵加壓后，從站點被輸送至注氣井場，再通過注氣井口被注入地下油層。

“我們廠建成的化38＃注氣站涵蓋21口注氣井，對應89口采油井，一年約有10萬噸二氧化碳被注入地下。”延長石油杏子川采油廠廠長劉雪峰說。

相較于注水驅(qū)油，二氧化碳注入工藝較簡單，而且能降低原油的黏度，使其流動性更強，從而將藏在巖層縫隙的原油“驅(qū)趕”出來。“注入二氧化碳驅(qū)油，單井產(chǎn)量可提高50%，原油采收率較水驅(qū)提高8個百分點以上。”劉雪峰說。

據(jù)了解，延長石油探明約有一半石油地質(zhì)儲量適合采用二氧化碳驅(qū)油技術(shù)。按照可提高的原油采收率測算，注入二氧化碳驅(qū)油可使延長石油千萬噸油田多生產(chǎn)10年左右。

“增油”的同時也在節(jié)水。陜北地區(qū)水資源短缺，延長石油所屬油田都分布在陜北地區(qū)，按照現(xiàn)有注水采油區(qū)域的生產(chǎn)情況測算，每生產(chǎn)1噸原油需注水6.6立方米。2021年，延長石油下屬油田的總注水量為4782萬立方米，如果后續(xù)能夠?qū)崿F(xiàn)注氣驅(qū)油替代注水驅(qū)油，每年可節(jié)約水資源50%以上，相當于9500個標準泳池的蓄水量。

目前，延長石油已建成安塞化子坪10萬噸/年二氧化碳驅(qū)油及封存示范工程和靖邊喬家洼、吳起油溝5萬噸/年先導試驗區(qū)。化子坪二期26萬噸/年二氧化碳驅(qū)油及封存項目正在進行初步設(shè)計評審，計劃今年內(nèi)開工建設(shè)。

被注入地下用于驅(qū)油的二氧化碳，是留在地層中還是又回到空氣中？

“用于驅(qū)油的二氧化碳大部分會埋存在地層深處，還有一小部分會隨著原油一起采出。我們通過研發(fā)的循環(huán)利用系統(tǒng)把隨原油采出的二氧化碳注入地下進行循環(huán)使用。但這不是我們的終極目標。”梁全勝說，“地下封存，是CCUS實現(xiàn)深度減排二氧化碳的主要路徑。我們團隊正在加大科研攻關(guān)力度，未來要讓注入地下驅(qū)油的二氧化碳盡可能多地埋存在地層里實現(xiàn)永久封存。”

如按照一棵樹一年可以吸收18.3千克二氧化碳計算，每封存100萬噸二氧化碳，相當于植樹5000多萬棵。按照二氧化碳靜態(tài)封存潛力計算模型測算，延長石油僅油田的二氧化碳理論封存量可達8.84億噸 。

陜西CCUS示范項目全國最多

在產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈方面具備最好的CCUS實施條件

陜北地區(qū)高度集中了全省的碳排放源，源匯匹配度高，可以最大化降低封存成本，是中國CCUS示范項目最多、最具有國際影響力的地區(qū)。

有需求就有市場，有市場就有發(fā)展。“建成500萬噸/年CCUS項目”是延長石油給自己設(shè)定的新目標。

“我們已編制完成500萬噸/年CCUS項目總體規(guī)劃，計劃一期實施240萬噸，‘十四五’末建成百萬噸CCUS工業(yè)示范。”延長石油CCUS項目技術(shù)帶頭人、總地質(zhì)師王香增說，“陜北地區(qū)分布著延長13個低滲致密油田，距煤化工園區(qū)運輸距離約200公里。我們連接二氧化碳排放和利用‘兩端’，進行CCUS一體化項目建設(shè)，打造從二氧化碳捕捉到驅(qū)油利用再到地下封存的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。”

目前，延長石油已建成30萬噸/年煤化工二氧化碳捕集裝置和15萬噸/年二氧化碳驅(qū)油與封存工程示范，CCUS一體化關(guān)鍵技術(shù)成果經(jīng)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織10位院士專家鑒定，達到國際先進水平，其中多項技術(shù)國際領(lǐng)先。

站在“雙碳”風口，延長石油正在加緊謀劃布局一系列CCUS相關(guān)技術(shù)攻關(guān)和項目建設(shè)，聚焦“二氧化碳驅(qū)油封存的安全性”問題，在延長石油安塞化子坪油區(qū)建成10萬噸/年二氧化碳驅(qū)油封存安全監(jiān)測示范工程，針對地表水流向、黃土塬地表及河谷階地差異等因素，點面結(jié)合，全方位監(jiān)測二氧化碳驅(qū)油封存的安全性……

作為能源大省，CCUS技術(shù)在陜西經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程，這背后是陜西科研技術(shù)能力和水平的不斷提升。

“陜西擁有全國唯一的碳捕集利用與封存工程技術(shù)研究中心，有延長石油和中石油長慶油田兩大油田公司，同時陜西是全國最大的化石能源產(chǎn)地，在地質(zhì)構(gòu)造、產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈方面具備最好的CCUS實施條件，CCUS產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈80%以上的材料、裝備可以實現(xiàn)自主制造。”省生態(tài)環(huán)境廳四級調(diào)研員趙亞軍此前在省生態(tài)環(huán)境廳舉行的新聞發(fā)布會上介紹，目前陜西已形成省級主管部門規(guī)劃引導、科研機構(gòu)技術(shù)服務、高排放企業(yè)率先捕集、油田公司注入封存試驗、民營企業(yè)積極參與的陜西CCUS發(fā)展模式，構(gòu)建起了“1+1+N”有序發(fā)展格局。

如今，除延長石油建成的示范項目外，陜西還建成長慶油田定邊黃3區(qū)塊5萬噸二氧化碳驅(qū)油與封存示范項目、國能錦界公司15萬噸/年燃燒后二氧化碳捕集示范項目、陜西裕隆氣體有限公司10萬噸/年二氧化碳捕集設(shè)施（煤化工）等項目。榆林城投佰盛化學科技有限公司綜合利用煤化工尾氣年產(chǎn)100萬噸液體二氧化碳等項目正在加緊建設(shè)中……陜北地區(qū)高度集中了全省的碳排放源，源匯匹配度高，可以最大化降低封存成本，是中國CCUS示范項目最多、最具有國際影響力的地區(qū)。