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    陕西率先在全国掌握二氧化碳捕集、利用与封存全流程技术

    栏目:工程公司  点击次数:526  更新时间:[2016-04-14]   作者:admin

      气候变化事关全人类社会的可持续发展,是所有国家都绕不开的共性问题。碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是一项具有大规模二氧化碳减排潜力的技术,被国际上广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的最重要技术之一,有望减少全球碳排放的20%以上,因为蕴含巨大的市场潜力而成为国际上竞相发展的高技术。

      陕西率先在全国掌握了CCUS的全流程技术。2015年9月25日,中美双方共同发布“中美元首气候变化联合声明”,将榆林靖边的该项目明确列入中美气候合作示范项目。特此,我们在西北大学地质系采访了国家863计划“二氧化碳地质封存关键技术”课题负责人马劲风教授,听他为我们讲述我省科研工作者为应对全球气候变化与挑战作出的贡献。

      抓住“碳”利用“碳”

      二氧化碳是工业化进程的另一面剑刃,被公认为是导致全球气温升高的罪魁祸首。二氧化碳的独特性能,又给了科技手段“利用”它的机会。

      二氧化碳易于达到超临界状态,处于超临界状态时,具有较大的溶解能力。二氧化碳溶于原油时,原油体积膨胀,流动性、流变性及油藏性质也会得到改善。因此,运用一定的技术手段把从工业生产中“捕捉”的二氧化碳,注入井底进行驱油,既减少了二氧化碳排入大气又减少了传统驱油对资源的浪费和对环境的破坏。

      目前,在原油开采中,通常采用水驱和化学驱的办法,就是把水或化学物质注入油田中。一方面,这会造成淡水资源浪费,排出的污水还将污染土壤,或者导致化学物品污染。另一方面,我国最大油田储藏的鄂尔多斯地区大部分油藏为低孔低渗透油藏,油田沉睡在细密的岩石里,水很难注入,尤其到了开采后期,采收率很低。二氧化碳的特殊性质则非常适合低孔低渗透油藏开发。

      2012年,西北大学和陕西延长石油集团共同承担的国家863计划“二氧化碳地质封存关键技术”课题正式立项。经过3年多的科研攻关,课题组解决了在低渗、致密油田二氧化碳捕集、运输、利用、封存等一系列技术难题,建成了国内首个全流程二氧化碳捕集、利用与封存示范项目。截至2015年4月底,该示范区的5口二氧化碳注入井,累计注入量超过4.3万吨,增产原油超过1000吨,较之前采用的水驱油技术提高了5%以上。据马劲风教授介绍,4.3万吨的二氧化碳注入量也就是减少4.3万吨二氧化碳排放,相当于2.15万辆小汽车一年的碳排放量。同时,采用4.3万吨二氧化碳代替水进行驱油,等于节约了4.3万吨淡水资源,井口的污水排放和对周边环境的污染也随之减少。

      该项目技术的示范,标志着我省在全国首次掌握CCUS全流程技术,不仅对我国鄂尔多斯盆地低孔、低渗储层原油生产效益的提高具有重要意义,更重要的是为提升能源、资源利用效率,降低碳排放,保护生态环境,实现可持续发展提供了范例。

      2015年6月,以本课题为基础的“靖边油田二氧化碳捕集与封存项目”顺利通过“碳收集国家领导人论坛(CSLF)”国际认证组织的答辩,成为国际认证的全流程二氧化碳捕集、封存项目。这是该组织自2003年成立以来,在发展中国家开展并得到国际认证的第一个相关项目,标志着我国拥有在全世界实施该项目的“通行证”。马劲风教授也被选为该组织的专家代表,参与世界范围内该领域其他相关项目的评审工作,为全球“应对气候变化”战略贡献力量。

      广阔的产业化前景

      国际上已经将二氧化碳捕集、利用与封存作为未来应对环境压力和碳排放压力的主要对策之一。在能源紧缺和节能减排的背景下,这一技术有着非常广阔的推广利用前景。

      二氧化碳驱油不仅适用于常规油藏,尤其对低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率。据统计,按照石油行业的估算,在我国采收率每提高1%,可增加可采储量近2亿吨。马劲风教授介绍,以靖边开展的该项目提高采收率5%计算,目前鄂尔多斯盆地原油、天然气折合产量超过6000万吨,提高采收率5%意味着通过二氧化碳驱油可以增加300万吨原油年产量。如果推广到全国,将增加巨大的可采储量。仅仅这一项技术,就可以产生巨大的经济效益。

      同时,CCUS是国际公认的快速降低二氧化碳排放的最有效方法。按照2013年全球碳排放量360亿吨的20%计算,CCUS技术可以减排72亿吨。按照CCUS技术国际上平均60美元/吨的减排成本计算,则未来全球有4320亿美元的市场规模。随着碳交易的开展,这一技术带来的不仅仅是良好的社会效益,还有更大的经济效益。

      此外,CCUS的产业链包含捕集、运输、利用和封存四大环节,产业的发展也将给装备制造业、化工产业、工程以及相应的金融等服务产业带来新的发展机会。马劲风教授认为,该技术的推广,将带动和培育CCUS项目产业链的发展,成为新的经济增长点,进而推动地方经济转型与低碳发展。

      陕西将大有可为

      在我省的经济结构中,能源、化工占工业总产值的半壁江山,地方经济发展急需低碳转型和可持续发展。开展应对气候变化是我省实现可持续发展的内在需要和历史机遇。

      资源优势和科技优势使我省成为国内开展CCUS的最佳场所。实践经验表明,二氧化碳的捕集、运输成本成为制约该技术推广发展的重要因素。我省拥有大量的煤化工企业,可以就近提供稳定、廉价的二氧化碳源,是这一技术推广开展无可比拟的良好先天条件。同时,作为科技大省与全国首批低碳试点省,我省在这一领域具有领先的科技优势。

      高校与科研院所也提供了充分的科研储备。西北大学是国内唯一参加过国际著名的加拿大Weyburn碳捕集与封存项目的大学,积累了丰富的技术与经验。目前,国际正在制定的CCUS国际ISO标准,依据正是在Weyburn项目基础上产生的。为了充分发挥地域和学科优势,西北大学还在西北大学-加拿大多伦多大学士嘉堡校区“气候变化与碳封存研究中心”的基础上,整合地质学系、城市与环境学院、生命科学院、化材学院、化工学院、物理学院、管理学院力量,整体推进应对气候变化的研究与教学,期待将西北大学建立成国内领先和具有国际影响力的应对气候变化基地,助力我省在应对气候变化战略中作出更大成绩。

      据了解,我省正在积极进行碳核查相关工作,为我国承诺的2017年实现碳交易做准备。随着CCUS项目的推广,我省在应对气候变化与挑战中将迈出坚实的步伐。

      延伸阅读

      什么是碳排放交易体系?

      “碳交易”又称“碳排放权交易”、“温室气体排放权交易”简单说来,就是碳排放将成为一种商品,温室气体将配额排放,一家企业排放量超过了配额,就需要购买新的配额,反之如果其排放量没有达到配额,则可以出售其配额。

      在《中美元首气候变化联合声明》中,我国明确表示2017年将启动国家碳总量控制与交易,旨在建立所谓的碳排放交易市场。这将会成为中国为减少燃煤发电、钢铁、水泥、化工、金属冶炼、陶瓷、玻璃生产等重要行业排放量所采取的重要举措。(记者 张梅)

      编辑: 陕西.高海茹