碳捕集利用與封存大有可為
減少碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和，是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。我國(guó)已經(jīng)提出“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)愿景。近日，在中國(guó)石油大學(xué)（北京）、中國(guó)環(huán)境學(xué)會(huì)碳捕集利用與封存專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主辦的“2060碳中和：碳捕集利用與封存機(jī)遇與挑戰(zhàn)”會(huì)議上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)石油大學(xué)（北京）
減少碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和，是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。我國(guó)已經(jīng)提出“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)愿景。
近日，在中國(guó)石油大學(xué)（北京）、中國(guó)環(huán)境學(xué)會(huì)碳捕集利用與封存專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主辦的“2060碳中和：碳捕集利用與封存機(jī)遇與挑戰(zhàn)”會(huì)議上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)石油大學(xué)（北京）副校長(zhǎng)李根生表示，“碳中和”目標(biāo)的提出，預(yù)示著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史性機(jī)遇即將到來(lái)。
在這一宏偉目標(biāo)下，以化石能源結(jié)構(gòu)為主的能源結(jié)構(gòu)也將發(fā)生革命性變化。中國(guó)石油大學(xué)（北京）教授、溫室氣體封存和石油開(kāi)采利用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任彭勃告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，在能源結(jié)構(gòu)由化石能源向可再生能源及更高效能源體系轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，意味著CCUS（碳捕集利用與封存）技術(shù)有更多機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。
推進(jìn)CCUS技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用
CCUS技術(shù)是指將二氧化碳從排放源中分離后，或轉(zhuǎn)化利用，或直接封存，以實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排。它是國(guó)際公認(rèn)的能夠?qū)崿F(xiàn)化石能源大規(guī)模直接減排和低碳利用的技術(shù)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)技術(shù)組合重要構(gòu)成部分，也是各國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要支撐。
彭勃介紹，目前CCUS技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用重點(diǎn)是將捕集的二氧化碳與提高石油采收率相結(jié)合，即把生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，繼而投入采油等新生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)二氧化碳循環(huán)再利用，而不是簡(jiǎn)單對(duì)二氧化碳進(jìn)行封存。
“與此前技術(shù)相比，CCUS技術(shù)可以將二氧化碳資源化，并產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益，因而更具現(xiàn)實(shí)操作性�！迸聿硎�，將CCUS技術(shù)應(yīng)用與非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)非常規(guī)油氣資源綠色開(kāi)發(fā)；將CCUS技術(shù)與氫能技術(shù)相結(jié)合，還可提升“藍(lán)氫”比例。這些都是CCUS技術(shù)創(chuàng)新方向。
當(dāng)前，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)仍然以煤為主，2019年煤炭占能源總量約58%，二氧化碳減排壓力巨大。從發(fā)展趨勢(shì)看，雖然非化石能源占比逐漸增加，但以煤為主的化石能源仍具重要作用——到2050年，其占比仍在10%~20%，只有通過(guò)CCUS才能實(shí)現(xiàn)這部分化石能源的凈零排放。
“開(kāi)展CCUS大規(guī)模部署應(yīng)用，有利于二氧化碳減排和碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。”彭勃表示，CCUS規(guī)�；渴鹪趯�(shí)現(xiàn)二氧化碳減排效益的同時(shí)，還將為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和綠色低碳轉(zhuǎn)型提供緩沖時(shí)間，并開(kāi)拓新的就業(yè)領(lǐng)域。
油氣是重要減排行業(yè)之一，特別是在油氣勘探開(kāi)發(fā)、管輸儲(chǔ)運(yùn)、煉制化工等環(huán)節(jié)，亟須開(kāi)展CCUS技術(shù)應(yīng)用。目前，彭勃團(tuán)隊(duì)在積極推動(dòng)CCUS技術(shù)在油氣行業(yè)及其他典型行業(yè)、區(qū)域的應(yīng)用與發(fā)展。
“二氧化碳捕集后，可以注入油藏驅(qū)油，代替?zhèn)鹘y(tǒng)水驅(qū)油方式。特別是在低滲和頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)上，二氧化碳驅(qū)油較常規(guī)水驅(qū)更具優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用需求極為迫切�！迸聿榻B，二氧化碳驅(qū)油既可以提高油田采收率，也可以創(chuàng)造社會(huì)效益、增加經(jīng)濟(jì)效益，是CCUS技術(shù)應(yīng)用的代表性場(chǎng)景。
不過(guò)，CCUS技術(shù)目前還存在技術(shù)單元多、路線(xiàn)長(zhǎng)、成本高等局限，亟待更多政策支持和技術(shù)研發(fā)與優(yōu)化，以及體制和機(jī)制創(chuàng)新。
目前，彭勃團(tuán)隊(duì)在CCUS領(lǐng)域的研究覆蓋基礎(chǔ)理論、技術(shù)研發(fā)和工業(yè)示范等，已形成二氧化碳捕集、運(yùn)輸、利用、封存各技術(shù)單元及全鏈條技術(shù)積累，并實(shí)現(xiàn)了示范應(yīng)用。
例如，該團(tuán)隊(duì)與新疆油田等企業(yè)合作，設(shè)計(jì)建設(shè)了二氧化碳排放收集設(shè)施，為CCUS技術(shù)在鋼鐵和化工行業(yè)的應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還與吉林油田、勝利油田等合作，利用二氧化碳驅(qū)油提高采收率。
受油氣應(yīng)對(duì)氣候變化倡議組織委托，中國(guó)石油大學(xué)（北京）還與英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)合作完成了“OGCI CCUS商業(yè)化白皮書(shū)（II）”。會(huì)上，彭勃與合作者共同發(fā)布相關(guān)內(nèi)容。
“這份白皮書(shū)評(píng)估了當(dāng)前氣候變化和油氣行業(yè)發(fā)展背景下，中國(guó)發(fā)展CCUS的角色與重要性，并分析了中國(guó)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，對(duì)下一步推動(dòng)中國(guó)CCUS部署給出行動(dòng)建議并形成中國(guó)CCUS商業(yè)化路線(xiàn)圖。”彭勃介紹說(shuō)。
強(qiáng)化技術(shù)重點(diǎn)難題攻關(guān)
“目前，CCUS技術(shù)已經(jīng)開(kāi)展相關(guān)研發(fā)和示范，但大規(guī)模推廣與應(yīng)用仍面臨政策、技術(shù)、機(jī)制等多方面挑戰(zhàn)，需要各方共同努力加以推動(dòng)。”國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化中心副主任馬愛(ài)民表示。例如，CCUS技術(shù)應(yīng)用于油氣行業(yè)存在降低成本、提升和評(píng)估二氧化碳封存安全性、實(shí)現(xiàn)二氧化碳資源化轉(zhuǎn)變等難題。
“二氧化碳捕集其實(shí)是一個(gè)耗能過(guò)程，如何降低能耗和成本？二氧化碳封存到地下，用什么手段評(píng)估安全性？”彭勃說(shuō)，CCUS技術(shù)目標(biāo)不是只將二氧化碳封存到地下，而是希望封存后能轉(zhuǎn)化成對(duì)人類(lèi)有用的資源。這些重點(diǎn)關(guān)鍵問(wèn)題，都需要開(kāi)展基礎(chǔ)性、前沿性研究攻關(guān)。
目前。彭勃團(tuán)隊(duì)正瞄準(zhǔn)“二氧化碳地下封存和驅(qū)油地質(zhì)理論和技術(shù)”“二氧化碳驅(qū)油過(guò)程中的油藏工程學(xué)理論和技術(shù)”“二氧化碳在封存與驅(qū)油過(guò)程中物理化學(xué)理論和技術(shù)”“CCUS在非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)”及“CCUS與氫能技術(shù)的耦合”等開(kāi)展深入研究。
“中國(guó)石油大學(xué)（北京）將充分利用在CCUS領(lǐng)域長(zhǎng)期學(xué)術(shù)積累與成果、學(xué)科優(yōu)勢(shì)與特色，推進(jìn)我國(guó)CCUS技術(shù)發(fā)展。”李根生說(shuō)，中國(guó)石油大學(xué)將按照“搭建大平臺(tái)、承擔(dān)大項(xiàng)目、凝聚大團(tuán)隊(duì)、取得大成果、做出大貢獻(xiàn)”的思路，不斷提高科技創(chuàng)新能力和綜合科研水平。
科技部中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心社會(huì)處副處長(zhǎng)張賢強(qiáng)調(diào)，“在2060碳中和目標(biāo)下，CCUS技術(shù)發(fā)展需要將科研工作與國(guó)家重大需求緊密結(jié)合，并充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的推動(dòng)作用�！�
生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對(duì)氣候變化司綜合處處長(zhǎng)丁輝則表示，下一步我國(guó)將進(jìn)一步規(guī)范CCUS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷加強(qiáng)CCUS技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備，鼓勵(lì)和支持CCUS大型項(xiàng)目建設(shè)和示范推廣，廣泛開(kāi)展CCUS領(lǐng)域國(guó)際交流和務(wù)實(shí)合作，推進(jìn)綠色金融與CCUS結(jié)合，推動(dòng)CCUS商業(yè)化部署等。
作者：鄭金武 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 責(zé)任編輯：jianping
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