编辑 | 子衿 司羽
随着全球工业化进程的加快,大量排放二氧化碳导致全球气候变暖。如何有效解决碳排放问题已成为全球的研究热点,而二氧化碳捕集封存技术的应用可有效改善碳排放问题。目前,全球许多国家和地区已建有不同规模的CCUS项目。
事实上,CCS/CCUS只是低碳领域的一个缩影,在推动绿色低碳转型上,石油企业进行了多维度的探索。尤其是在2021年我国“双碳”元年,绿色低碳成为国家和企业层面的重点工作之一。
中国石油集团经济技术研究院《2021年国内外油气行业发展报告》指出,我国“双碳”“1+N”政策体系初步建立,为国内油气行业绿色转型指明方向。另一方面,“双碳”也成为企业可持续发展的内在动力。油气企业大多面临资源劣质化严重的困境,主动转型压力推动企业借助新能源产业,打造新的利润增长极。同时,油气企业自身能耗巨大,在当前国家严控能耗的大背景下,被动转型压力要求企业探索新能源产业发展利用模式,降低碳排放量,提高油气净贡献率。
4月12日,国家高端智库中国石油集团经济技术研究院《2021年国内外油气行业发展报告》在北京进行线上中英文同步发布,分享了在“双碳”背景下,国内油气企业绿色转型之路。
01. 我国主要的CCS/CCUS-EOR项目
公开信息显示,碳中和目标下中国CCUS 减排需求为:2030 年0.2-4.08 亿吨,2050年6-14.5 亿吨,2060 年10-18.2 亿吨。三桶油不仅是我国能源保供的主力军,也成为努力实现绿色低碳转型的中坚力量。
例如,中石油大庆油田CCUS-EOR项目。1965年大庆油田就率先开展小井距单井组碳酸水试注试验,拉开了中国石油探索二氧化碳驱油(CCUS-EOR)的序幕。 针对大庆外围油田水驱难动用、动用效果差的特低渗透扶杨油层和海拉尔油田强水敏性兴安岭油层,大庆油田在五个区块开展了二氧化碳驱现场试验,动用含油面积26.5平方公里、地质储量2065.8万吨。截至2019年年底,大庆油田累积注气161.6万吨,累积产油53.7万吨,2019年当年产油超过10万吨,占中国石油二氧化碳驱年产量的60%以上。
中石油吉林油田CCUS-EOR项目。吉林油田建成了国内首个CCUS-EOR全流程示范项目,该项目包括5个二氧化碳驱油与埋存示范区,覆盖地质储里1183万吨,注气井组”88个,累计注气超过200万吨,年产油能力10万吨,年埋存能力35万吨。长庆油田建成10万吨规模注入综合试验站,具备了集二氧化碳捕集、驱油与埋存为一休的完整技术模式。目前吉林油田正全力推进20万吨CCUS开发方案落地实施,规划建设百万吨CCUS示范区。
陕西延长石油煤化工CO2捕集与驱油示范项目。陕西延长石油从2010年开始在榆林开展CCUS试验,延长石油的试点项目中,CCUS项目是业务线上提高采收率、提高效率的环节。而位于榆林的CCUS项目最早建成,该项目主要是将煤化工产生的高浓度CO2捕集后,经过低温甲醇洗技术提纯加压液化,再就近注入油田地层。由此利用比水驱效率更高的CO2驱油以降低原油粘度,提高原油采收率,并实现CO2永久封存。
目前已经在陕北地区累计建成31口注气井,已形成15万吨/年的项目规模。通过“煤油共炼”、“碳氢互补”工艺,在生产过程减少65%的碳排放量,利用CO2驱油,最终可以比水驱采收率提高8%-12%。
中石油新疆油田EOR项目。新疆CCUS中心已成为油气行业气候倡议组织(OGCI)在全球部署的首批5个CCUS产业促进中心之一。中国石油相关负责人表示,2021年,中国石油CCUS注入埋存二氧化碳近60万吨,目前正在加快完善松辽盆地300万吨CCUS重大示范工程为代表的“四大工程示范”和“六个先导试验”,进一步推动中国石油CCUS产业驶入规模化发展快车道。
中石油长庆石油EOR项目。长庆油田在陕北油区建设投运的10万吨级国家CCUS(二氧化碳埋存)示范基地,向地下2000米深处的油层注入二氧化碳15万吨,既帮助周边煤化工企业减碳,还提升油田开发效益。长庆油田在配套建成10万吨级CCUS综合试验站的基础上,进一步制定CCUS中长期发展规划。
中石化齐鲁石油化工EOR项目。我国首个百万吨级CCUS项目,齐鲁石化-胜利油田CCUS项目于2021年7月启动建设,该项目由齐鲁石化捕集二氧化碳运送至胜利油田进行驱油封存,预计未来15年,该油田将累计注入1068万吨二氧化碳,实现增油227万吨。
中石化华东油田EOR项目。华东油气田液碳公司与南化公司合作建设的CCUS(碳捕集、利用与封存)示范基地分两期建设成每年10万吨的捕集装置,截至去年4月27日已累计回收二氧化碳16.5万吨,应用到油田企业驱油增产约5万吨。
华东石油局液碳公司驱油队成立于2013年,2015年顺利进入浙江油田、江苏油田,近两年相继进入吐哈、东北等油田,驱油队成了液碳公司经济发展的新引擎。截至到目前累计驱油应用二氧化碳36万吨,占液碳公司营业收入的37%。
中海油则开展了丽水36-1气田CO2 分离、液化及制取干冰项目,捕集规模5 万吨/年,产能25 万吨/年。此外,去年 8月底,中海油宣布我国首个海上二氧化碳封存示范工程正式启动,将在南海珠江口盆地海底储层中永久封存二氧化碳超146万吨,相当于植树近1400万棵,或停开近100万辆轿车。这是我国海洋油气开发绿色低碳转型的重要一步,为我国实现“碳达峰、碳中和”目标探出了一条新路。
02. 石油企业绿色转型的优势 VS 劣势
目前石油企业成为CCS/CCUS的主力军,不过,不仅仅是CCS/CCUS,在推动低碳绿色转型众多举措方面,国内石油企业具有天然的优势,同时也面临着不小的劣势。
资源基础方面,多数油气企业地处风光资源富集区,尤其是“三北”地区风光资源大面积连片分布,开发利用价值极高,具备发展风电、太阳能发电、地热利用和制氢等新能源产业的前提条件。
用能需求方面,油气企业自身就是用能大户,为新能源产业提供了重组的消纳能力。部分油气企业地处国家区域发展战略核心地带,新能源产业可为周边负荷提供清洁电力,为地区发展提供能源保障。
基础设施方面,油气企业电力设施系统完善,部分还拥有自建电厂和完备的电网系统。在发电、供电、供热、打井以及维修方面,也拥有技术人才,为企业新能源发展积蓄了优势。
企业实力方面,很多油田在当天经济发展史中具有举足轻重的地位,形成了良好的企地关系,有利于油气企业在新能源项目审批、土地利用等方面获得地方政府政策支持。
不过,在核心技术方面,油气企业大多不掌握风电、太阳能发电等新能源产业的核心技术、能源数字化、智慧化基础相对薄弱;人才储备方面,油气企业目前从事新能源业务的人员大多是从各部门抽调而来,缺乏专业背景和工作经验。上网指标方面,新能源开发建设竞争激烈,由于受到国家政策和行业保护制约,油气企业获取新能源发电上网指标困难较大。
03. “三桶油”绿色转型实践做法
国内油气企业绿色转型的实践做法主要体现在4个方面,一是制定转型目标,从战略层面规划新能源产业发展路径。二是发挥自身优势,有序加快新能源业务布局。三是打造四大业务模式,因地制宜建设新能源业务示范区。四是结合业务特点,积极探索新能源发展商业模式。
在制定转型目标方面,中石油按照“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署,实施绿色产业布局,打造化石能源与新能源全面融合发展的“低碳能源生态圈”,加快构建多能互补新格局。中石化构建以能源资源为基础,以洁净油品和现代化为两翼,以新能源、新材料、新经济为重要增长极的“一基两翼三新”产业格局,努力将公司打造成世界领先洁净能源化工公司。中海油把清洁能源作为未来产业的转型重点之一,持续优化完善能源业务运营体制机制,加强核心技术攻关和应用基础研究,着力发展清洁能源产业的“四个一”工程。
在发挥自身优势有序加快新能源业务方向方面,中石油充分利用矿权范围内的丰富资源,大力实施风光气电融合发展和氢能产业化利用,加大地热资源综合利用;中石化加快氢能全产业链布局,启动我国首个百万吨级CCUS项目。中海油重点推进海上风电场建设,全力推动深远还浮式风电技术的研究与示范。
在打造四大业务模式方面,华北地区打造冀东模式——依托传统技术优势,打造地热资源商业利用新模式;西北地区打造玉门模式——光能与风能双利用,实现常规能源高水平替代新突破;东北地区打造吉林模式——炼化转型与绿色发展共推进,迈向低碳、数字化、智能化新阶段;川渝地区打造西南模式——探索天然气与新能源融合,发展4个“天然气+”的新路径。
在探索新能源发展商业模式方面,探索合资合作模式和风投基金模式等。例如,合资合作模式,各方共同出资成立新能源公司。例如,2019年冀东油田、曹妃甸发展投资集团有限公司国泰热力、宝石花地热能开发有限公司合资成立唐山冀东地热能开发有限公司,其中冀东油田持股37%。按照合资合作模式——BOO(建设-拥有-经营)模式,2017年-2019年,辽河油田在沈采、高采两个井站建设分布式光伏发电项目,年节约标煤610吨。按照合资合作模式-EPC(工程承包)模式,2020年玉门油田建成第一座887千瓦分布式光伏电站。
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