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江汉油田大力推进油气勘探开发与新能源融合发展。 宋国梁 摄
中原油田员工在文88储气库巡查设备环保维护情况。 赵奕松 刘佃君 摄影报道
统筹油气供应安全和绿色低碳发展、坚持油气与新能源协同融合发展、加快推动形成绿色低碳生产方式、持续提升油气产量和综合能源供给保障能力,已成为石油石化行业的时代课题。
在近期举办的2023油气与新能源融合发展大会上,与会专家以“聚焦油气与新能源融合发展,助力油气行业绿色低碳转型”为主题,立足油区资源禀赋和油气产业链优势,探讨可再生能源与传统油气融合发展新技术、新趋势,助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系。
□本报记者 秦紫函
2023年3月,国家能源局印发《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案(2023-2025年)》,要求统筹推进油气供应安全和绿色发展,在稳油增气、提升油气资源供给能力的基础上,加快行业绿色低碳转型。
中国工程院院士苏义脑表示,当今世界仍处于油气时代,要有效控制二氧化碳排放,推进能源结构调整与转型,建立清洁、低碳、安全、高效的新能源体系。
理解和认识碳达峰碳中和
苏义脑认为,“双碳”目标应在立足国情、安全发展、科学创新、务求实效四大基本理念下认识和研究。
第一,立足国情。目前,能源转型已取得重要进展,但我国仍面临产业结构偏重、能源消费偏煤、能源利用效率偏低、碳中和窗口期偏短、新能源关键矿物供应不足等问题。
第二,安全发展。保证充足可靠的能源供应是我国能源发展战略中的首要问题,能源安全关乎国家安全。
第三,科学创新。科技与管理创新是实现“双碳”目标的推动力,要做到在科学原理上是可能的、技术经济上是可行的、工程实践上是可操作的、长远发展是可持续的。
第四,务求实效。能源发展战略研究、路径选择和方案设计要落到实处,这是一场深刻的能源科技、经济、社会革命,面临诸多风险与挑战。
中国科学院院士费维扬指出,必须充分认识实现“双碳”目标的紧迫性和艰巨性,要处理好4对关系,即发展和减排、整体和局部、长远目标和短期目标、政府和市场的关系。
要实现“双碳”目标,能源消费是核心,只有控制好能源消费结构比例,才能控制住排放总量;产业结构调整是关键,我国处于工业化中后期,第二产业既是国民经济的基石,也是耗能大户,而且存在产业结构不合理的问题;化石能源是重点,化石能源消费是碳排放量居高不下的根本原因,同时也要认识到化石能源没有原罪,需要通过科技创新把它用好、用清洁;提效节能是抓手,只有通过科技创新和管理创新才能实现提效,节能本身就是减排;建设现代能源体系是目标,实现“双碳”目标,就是要实现化石能源清洁化,非化石能源低碳化,新能源的多元化、规模化和本地化,多种能源综合化,终端能源消费的再电气化,能源系统智慧化,建立有中国特色的新型能源体系。
作为战略性技术的CCUS
IEA(国际能源署)预测,全球利用CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)减碳量在2030年、2035年和2050年将分别达到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%。
由于我国的资源禀赋和产业结构特点,煤电、钢铁、水泥和石化等高碳行业的转型升级需要时间,即使实现碳中和,我国也不能完全摆脱化石能源。费维扬表示,CCUS是化石能源大规模低碳利用的主要途径,是一种战略性技术。
IEA估算,从燃煤电厂烟道气中捕集、运输和封存1吨二氧化碳的成本高达60美元。因此,构建低成本、安全可靠的CCUS技术体系和产业集群可以为实现碳中和目标提供技术保障。
当前,我国CCUS产业发展取得一定进展。中国石化建成国内首个百万吨级CCUS示范项目,我国首条百万吨、百公里高压常温密相二氧化碳输送管道投产,实现了CCUS规模化、全链条发展。中国海油恩平15-1高含二氧化碳天然气回注埋存一体化示范项目于2023年6月正式投用。这是我国首个海上百万吨级二氧化碳封存工程,实现了我国海上二氧化碳封存领域从无到有的突破。清华大学化工系通过复合溶剂、高效分离设备、膜解吸复合再生工艺等研究,研发出多套低浓度二氧化碳捕集中试设备,研究成果比传统工艺降低成本30%。
费维扬介绍,二氧化碳资源的开发利用研究得到各国政府的高度重视,正在成为科研和产业部门关注的热门课题,如二氧化碳提高采收率、化学利用和农业利用等。其中,二氧化碳化学利用主要途径有二氧化碳加氢制备甲醇,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,当前已分别建成万吨级或10万吨级的示范装置。二氧化碳光催化是研究热点,但只有在光催化剂研发和制氢技术取得重大突破后,才有可能实现二氧化碳的大规模化学利用。
油气与新能源融合发展具有优势
保障国家能源安全和实现绿色发展是油气行业的责任。
中国石化发展计划部首席专家郭卫军介绍,预计我国石油需求中长期内将继续增长,将于2025~2030年达峰,天然气需求将快速增长,预计2035~2040年达峰,油气进口依存度将攀升,油气行业保供压力进一步加大;随着油气勘探开发难度加大和资源劣质化加剧,上游生产将消耗更多的能源,而“双碳”目标的提出又要求实现绿色低碳生产。因此,推动油气与新能源融合发展是油气行业更好承担双重责任的战略途径和现实选择。
《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案 (2023-2025年)》提出了明确的发展目标、发展路径及政策保障措施。2023年4月,国家能源局召开油气勘探开发与新能源融合发展启动会,对油气企业进一步做好融合发展做出专题部署、提出具体要求。
油气勘探开发与新能源融合发展的三大目标是油气供给稳步增长、绿色发展效果显著、行业转型明显加快;四项重点措施是大力推进陆上油气矿区及周边地区风电和光伏发电、统筹推进海上风电与油气勘探开发、加快提升油气上游新能源开发利用和储存能力、积极推进绿色油气田示范建设。
中国石化持续推进化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化,提出实施太阳能资源开发利用、存储消纳能力建设、风能资源开发利用、装备与车辆电动化、余热资源有效利用、绿电引进消纳、地热资源开发利用、绿色油气田示范、CCUS融合发展、创新攻关等油气与新能源融合发展十大工程。
中国石油按照新能源支撑油气增产、 低碳生产、清洁供能三条路径, 实现油气保障供应与绿色低碳转型相统一。吉林油田通过风光发电项目实现了绿电替代,还通过地热、光热、空气源热部分替代天然气加热,每年可减少天然气消耗60万立方米,结合CCUS等技术,产出我国第一桶零碳原油。零碳原油就是采用无碳或负碳排放的方式生产的原油产品。
中国海油积极发展海上风电,择优发展陆上风光,探索培育氢能、储能产业,统筹推进绿电和碳交易,稳妥推进CCS/CCUS。
中国石油油气和新能源分公司新能源事业部总经理苏春梅介绍,油气田企业具有得天独厚的新能源发展基础。一是油气矿权区内风能、光能、地热资源丰富,二氧化碳地质埋存能力强。二是油气田配套设施齐全,拥有自备电厂、土地,以及地下储气库、天然气管道等配套设施,具备开展气风光发电、储能调峰、管道掺氢等业务的基础条件。三是油气生产综合能源应用场景丰富,分布式智能电网、源网荷储多能互补、“油气热电氢”联供可拓展清洁高效的综合能源服务范围。