碳捕集、利用与封存(CCUS)技术无疑是近年来石化行业关注的热点。在“双碳”大背景下，行业企业纷纷将目光聚焦于此，攻关核心技术装备、建设规模化产业集群、研究下游应用领域……开辟出一条绿色低碳的发展路径。在众多企业和研究人员的努力下，我国CCUS产业已进入重要发展机遇阶段。近日有专家预言称，到2060年，CCUS产业将贡献10亿吨级碳汇。
CCUS迎来重大发展机遇 多个百万吨级项目开工建设
《2060年世界与中国能源展望报告(2023版)》提出，在能源转型过程中，化石能源直接利用碳排放规模较大，需依托CCUS等技术实现中和；CCUS是实现碳中和的兜底保障技术。据国际能源署(IEA)预测，要在2070年实现全球净零排放，CCUS在2020～2070年的累计减排量占比将达约15%。
中国工程院院士、中国石化股份有限公司科协主席李阳表示，全球CCUS项目的数量和规模正在迅速增加，第二十八届联合国气候变化大会也将加速推动CCUS等零排放和低排放技术应用作为国际共识，全球各主要油气公司都在加快CCUS技术和产业发展。
在我国，CCUS也已成为业内瞩目的焦点之一。由中国21世纪议程管理中心、全球碳捕集与封存研究院、清华大学联合发布的《中国碳捕集利用与封存年度报告(2023)》(以下简称《报告》)指出，截至2022年底，我国已发布70余项涉及CCUS的政策文件，从规划、标准、路线图、技术目录等多方面推动降碳技术实现规模化应用。
李阳指出，随着我国碳交易市场运行以及产业政策和金融生态建设不断推进，我国CCUS产业正处于重要发展机遇阶段。“近来我国CCUS示范项目不断增加，项目规模亦不断扩大，截至2023年9月，我国CCUS示范项目达到了109个，总捕集能力达到600万吨，所捕集的二氧化碳主要用于驱油，年注入能力约为400万吨；此外，还有多个百万吨项目正在规划和建设当中。”李阳说。
《报告》分析称，到2025年，我国CCUS减排需求约为2400万吨/年；到2060年，将达23.5亿吨/年。
技术突破补全短板 加速构建零碳产业链
中国石油化工集团有限公司健康安全环保管理部副总经理刘春平指出，科技创新是实现石油石化碳中和的关键措施。CCUS产业的快速发展有赖于有关技术的不断进步。
CCUS产业面临的挑战之一是如何高效运营二氧化碳管道。北京理工大学发布的《我国CCUS运输管网布局规划与展望》报告显示，要实现碳中和目标，全国需建设总里程超过1.7万千米的二氧化碳运输管道。2022年8月，我国首个百万吨级CCUS项目——齐鲁石化—胜利油田CCUS示范工程正式投产。次年7月，该项目二氧化碳输送管道全线贯通，投运后，每年可将齐鲁石化第二化肥厂生产捕集的100多万吨二氧化碳输送至胜利油田的地下油藏进行驱油封存。
据悉，这是国内首条输送二氧化碳规模达百万吨/年、输送距离达百千米、输送相态为超临界状态的管道。项目建设团队攻克了二氧化碳管输流动保障、安全控制等3项核心技术，并完成了液相二氧化碳管输增压泵等关键装备攻关，补齐了我国CCUS全链条规模化发展的技术短板。
“该项目是我国规模最大的CCUS全流程项目，也是石化零碳产业链构建的示范项目。而这条管线的投产，表明我国CCUS已经形成了规模化的枢纽工程。”李阳说，“在技术方面，我们形成了二氧化碳驱油与封存的协同技术。这和先前传统提高采收率增油项目不同，不仅要用二氧化碳进行驱油，关键是实现最大化的封存，也就是把二氧化碳安全、有效地封存在地下。”
中国海洋石油集团有限公司总经理助理曹新建介绍说，2023年6月，中国海油在南海首个百万吨级的CCUS示范项目顺利投产，实现了海上负碳技术的规模化应用，高峰注入量达到28万吨，到2030年累计可达146万吨。与此同时，中国海油还正与广东省发展改革委、壳牌集团和埃克森美孚合作推进大亚湾区CCUS项目，建设我国首个海上规模化的CCUS产业集群，建成后二氧化碳封存量可达千万吨。
拓展下游应用领域 “碳工业”整装待发
“对于CCUS技术，大家更注重的环节是‘用’，这是国际共识。”李阳谈道，“我们应该加大对CCUS的应用，以进一步实现减碳，同时，利用捕集的二氧化碳生产燃料，甚至生产新的、有附加值的化工产品。这种应用与目前的产业如钢铁、化工、水泥等进行耦合，就可以形成新的战略产业。”
刘春平指出，要构建CCUS的全产业链技术体系，包括捕集、输送、利用、封存等。他特别强调要拓展CCUS的应用领域。“CCUS不光可用于驱油，更大的应用场景在二氧化碳化工领域，包括二氧化碳制烯烃、甲酸、可降解聚合物，以及二氧化碳电化学利用等。”刘春平说。
沈阳鼓风机集团股份有限公司党委书记、董事长兼CEO戴继双介绍说，该公司为鲁石化—胜利油田CCUS示范工程研制了我国首台百万吨级CCUS项目用二氧化碳压缩机，由其开发研制的全球规模最大的二氧化碳加氢制甲醇装置压缩机也已于2023年投产运营。
中国科学院院士、中国石油集团有限公司新能源首席专家邹才能则认为，随着我国CCUS技术不断发展、产业规模不断扩大，二氧化碳工业体系建设也已提上日程。“我们需要建立碳工业，这也是中国油气工业界接续发展的新产业。”邹才能说，“目前全球最大二氧化碳封存能力可达10万亿吨，我国封存能力在1万亿～4万亿吨的范围内，规模还将不断扩大。因此，我们要加快构建二氧化碳工业体系建设，从碳的捕集到最后的碳金融，打造世界级的全能源系统碳中和盆地。”
何为全能源系统碳中和盆地?他举例说，如在俄罗斯的盆地，地下可开采煤炭、石油和天然气，地上可协同利用新能源；地上排放的二氧化碳注入地下进行驱油，未来再进行二氧化碳的埋存……由此实现全流程绿色低碳。
