◎本報記者 何 亮 王延斌 張景陽
碳捕集利用與封存(CCUS)的理念不斷更新,技術快速迭代,示范工程加速推進,20多年的跟蹤與積累,為我國CCUS規(guī)模化工程應用積蓄力量。2020年,國家提出碳達峰碳中和遠景目標,為CCUS大規(guī)模工程化注入了強大動能。
首個百萬噸級CCUS項目:實現(xiàn)增產(chǎn)、減排雙贏
今年8月25日,由中國石油化工集團有限公司(以下簡稱中國石化)建設的全國最大CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈示范基地、首個百萬噸級CCUS項目——齊魯石化—勝利油田CCUS示范工程在山東淄博投產(chǎn),標志著我國CCUS產(chǎn)業(yè)開始進入技術示范中后段——成熟的商業(yè)化運營,也將為我國大規(guī)模開展CCUS項目建設提供更豐富的工程實踐經(jīng)驗和技術數(shù)據(jù)。
CCUS可以實現(xiàn)石油增產(chǎn)和碳減排雙贏,是化石能源低碳高效開發(fā)的新興技術。齊魯石化—勝利油田百萬噸級CCUS項目由中國石油化工股份有限公司齊魯分公司(齊魯石化)捕集提供二氧化碳,并將其運送至勝利油田進行驅(qū)油封存,實現(xiàn)了二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存一體化應用。該項目覆蓋特低滲透油藏儲量2500多萬噸,共部署73口注入井,預計15年累計注入1000余萬噸,增油近300萬噸,使采收率提高12個百分點以上。
不光如此,齊魯石化—勝利油田百萬噸級CCUS項目在碳捕集環(huán)節(jié)已實現(xiàn)全部設備國產(chǎn)化,在碳利用與封存環(huán)節(jié)擁有全密閉高效注入技術、二氧化碳高壓混相驅(qū)等多項核心技術,在輸送環(huán)節(jié)即將實現(xiàn)國內(nèi)首次二氧化碳長距離超臨界壓力管輸。
截至目前,中國石化實施二氧化碳驅(qū)油項目36個,為CCUS技術快速發(fā)展規(guī)模應用奠定堅實基礎?!笆奈濉逼陂g,中國石化將依托勝利發(fā)電廠、南化公司等企業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳,力爭依托所屬勝利油田、華東油氣田、江蘇油田等再建設2個百萬噸級CCUS示范基地,實現(xiàn)CCUS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,為我國實現(xiàn)碳達峰碳中和目標開辟更為廣闊的前景。
CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈示范工程:讓鋼鐵行業(yè)凈零排放
在我國,火電、鋼鐵、水泥三大行業(yè)碳排放量占全國碳排放總量的60%,鋼鐵行業(yè)占全國碳排放總量的15%左右,是制造業(yè)31個門類中碳排放量最大的行業(yè)。在“雙碳”目標引領下,CCUS技術是實現(xiàn)鋼鐵等行業(yè)低碳循環(huán)經(jīng)濟利用的保底技術線路,更是鋼鐵等難以減排行業(yè)實現(xiàn)凈零排放為數(shù)不多的可行技術方案。
今年6月30日,包頭鋼鐵(集團)有限責任公司(以下簡稱包鋼)200萬噸CCUS一期50萬噸示范項目開工奠基。包鋼總經(jīng)理孫國龍表示,作為超前部署的國內(nèi)最大、鋼鐵行業(yè)首個CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈示范工程,包鋼200萬噸CCUS一期50萬噸示范項目按下啟動鍵,對于鋼鐵行業(yè)具有重要示范引領作用。
包鋼CCUS項目將對工業(yè)廢煙氣中的二氧化碳進行捕集,一部分經(jīng)管道輸送至包鋼碳化法鋼鐵渣綜合利用項目固化利用,另一部分經(jīng)過壓縮液化后,采用低碳運輸(換電重卡)方式送至周邊油氣田做增產(chǎn)技術服務,實現(xiàn)二氧化碳永久地質(zhì)封存。一期50萬噸示范項目建成后,預計每年可實現(xiàn)二氧化碳減排36.53萬噸,相當于植樹近1900萬棵。
國火電廠CO2捕集示范工程:自主研發(fā)、技術領先
2021年6月25日,國家能源投資集團有限責任公司(以下簡稱國家能源集團)下屬國能錦界能源有限責任公司(以下簡稱國能錦界)建設的“15萬噸/年燃燒后二氧化碳捕集示范工程”一次通過168小時滿負荷試運正式投產(chǎn)。該工程是我國自主研發(fā)的國內(nèi)規(guī)模最大、技術領先的火電廠碳捕集示范工程。
國能錦界CCUS項目是國家重點研發(fā)計劃項目、也是國家能源集團重大科技創(chuàng)新項目,該項目以降低投資和運行成本為關鍵難點開展技術研究攻關,研發(fā)了以新型復合胺為主的吸收劑,兼容相變吸收劑、離子液體的化學吸收法二氧化碳捕集核心技術,創(chuàng)新集成了“級間冷卻+分流解吸+MVR閃蒸”的新一代節(jié)能工藝,研制了低成本、高親水性塑料填料吸收塔與高效率超重力反應器,實現(xiàn)了煙氣二氧化碳高效率、低能耗捕集吸收。
國能錦界CCUS項目在試運行期間,產(chǎn)出約零下20攝氏度、壓力2.0兆帕、純度為99.5%的工業(yè)級合格液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品。同時,試運期間各項運行參數(shù)和技術指標均達到設計要求。
國能錦界捕集生產(chǎn)的液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品結合當?shù)貙嶋H情況全部被消納利用,主要用于附近油田驅(qū)油,工業(yè)領域制備小蘇打(碳酸氫鈉),制備高值化工品(碳酸二甲酯和丙二醇等)等。