看新疆如何把二氧化碳变成宝
看新疆如何把二氧化碳变成宝
1月9日，工作人员在塔里木油田塔中采油气管理区第一联合站对生产设备进行安全检查。汪宣斌摄
■截至2023年底，全疆已建成二氧化碳捕集装置150万吨—160万吨/年产能，产能规模同比增长三四倍，而落地注册准备做碳捕集的企业一年间增长数十倍
■新疆四大油田——新疆油田、塔里木油田、西北油田、吐哈油田均在实施CCUS项目，推动新疆CCUS产业初步形成
工业生产中排放出来的废气——二氧化碳，曾经是企业碳减排的噩梦；现在，通过科技创新，二氧化碳变废为宝，还卖上了钱，带动CCUS(碳捕集、利用与封存)发展成为新兴产业。专家评估，新疆三大盆地二氧化碳资源利用和埋存潜力约40亿吨，可为“八大产业集群”建设碳排放腾出广阔空间。
3吨“碳”换1吨油
将捕集起来的二氧化碳，压缩脱硫后，降温到-25℃液化提纯，得到纯度99.9%的工业二氧化碳和纯度99.995%的食品级二氧化碳，然后输送进不同球罐储存。
这是新疆深冷气体有限公司的生产场景。深冷气体公司位于玛纳斯县，捕集的是兄弟公司——新疆心连心能源化工有限公司工业生产过程中产生的二氧化碳。心连心公司以煤炭为原料，生产化肥、三聚氰胺，深冷气体公司为心连心公司配套建设了碳捕集装置。
“油田生产旺季，每天要拉500多吨二氧化碳到新疆油田去驱油。”深冷气体公司副总经理李法展说，每天20多辆槽罐车拉二氧化碳到油田，环准噶尔盆地奔驰。
不仅是准噶尔盆地，在吐哈盆地也奔驰着二氧化碳运输槽罐车。新疆广汇碳科技综合利用有限公司每天将捕集来的二氧化碳，运到80公里以外的吐哈油田三塘湖采油管理区驱动原油开采。
2023年，三塘湖采油管理区的三低砂岩油藏、火山岩油藏和致密砾岩油藏相继实施了二氧化碳前置压裂、二氧化碳渗驱协同技术。其中，三塘湖马中致密油开发有效封存二氧化碳3.5万吨，累计增油1万余吨，平均3吨“碳”换出1吨油，实现封碳与增油双赢。
“二氧化碳注入油藏后，能够溶于原油，起到补能、降黏作用，大幅提高原油采收率。”吐哈油田开发事业部提高采收率项目部负责人魏勇解释。
三塘湖油田开发于1997年，很多油井生产了近20年，通过注水补能的方式已很难驱替出原油，而二氧化碳则唤醒老油田青春。“2024年，三塘湖计划购买10万吨二氧化碳驱油，远期规划每年购买100万吨二氧化碳。”三塘湖采油管理区油藏研究中心主任李世瑞说。
不只是准噶尔盆地和吐哈盆地，包括塔里木盆地也在利用二氧化碳驱油。塔里木油田从天然气乙烷回收工程中捕集二氧化碳，用于轮南油田驱油。
CCUS“C位”出道
从工业企业捕集二氧化碳拉到油田驱油，这一过程实际上实施的是CCUS项目。西北大学地质学教授、二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心执行主任马劲风表示，第28届联合国气候变化大会已明确CCUS作用，CCUS已成为全球新兴产业。
国家发展改革委、国家能源局印发的《“十四五”现代能源体系规划》，提出减少能源产业碳足迹，加快二氧化碳驱油技术推广应用，在晋陕蒙新等地区建设CCUS示范工程。
“CCUS是联合国公认的碳减排关键技术之一，也是确保《巴黎协定》气候目标实现的重要支撑。”马劲风表示。
新疆油田率先开展CCUS先导试验，从2015年开始启动CCUS/CCS(碳捕集、利用与封存/碳捕集与封存)百万吨示范区规划研究，2019年开始了八区530井区二氧化碳混相驱先导试验，同年，新疆油田准噶尔盆地CCUS项目被OGCI(油气行业气候倡议组织)推选为全球首批5个CCUS产业促进中心之一。
最初，新疆油田驱油的碳源来自中石油克拉玛依石化有限责任公司，到现在已扩展到全疆10余个地方，包括玛纳斯县工业园区、乌鲁木齐甘泉堡经济技术开发区(工业区)等地，都在往新疆油田输送碳源。
“CCUS为新疆工业碳减排腾出了广阔空间。”新疆油田勘探开发研究院稀油所副所长董海海表示，2023年购买了近25万吨二氧化碳，远期规划将扩增到1000万吨以上。
新疆二氧化碳地质封存潜力巨大，塔里木、准噶尔、吐哈三大盆地具备规模化应用二氧化碳驱油和地质封存条件。“三大盆地的油田，二氧化碳资源利用和埋存潜力约40亿吨，是开展规模化二氧化碳地质封存和资源化利用示范的理想场所。”中国工程院院士李阳表示。
截至2023年底，全疆已建成二氧化碳捕集装置150万吨—160万吨/年产能，产能规模同比增长三四倍，而落地注册准备做碳捕集的企业一年间增长数十倍。
现在，新疆四大油田——新疆油田、塔里木油田、西北油田、吐哈油田均在实施CCUS项目，推动新疆CCUS产业初步形成。
“碳”索美丽新疆前景
当前，新建煤化工企业配套CCUS已是趋势，也是通过环评、能评的重要选项。马劲风介绍，新疆最近一两年规划的煤制气、煤制烯烃等项目，大都设计配套建设CCUS项目。
推动新疆CCUS产业发展，国家管网集团西部管道有限责任公司也抛出“橄榄枝”，准备开展管道输送二氧化碳试验。目前，新疆已有油田和企业规划建设环准噶尔盆地的二氧化碳管道输送方案，通过管道将环准噶尔盆地的工业园区链起来，为园区碳减排腾出空间。
当然，二氧化碳不只是用来驱油，还可用做电焊保护、制造干冰、充装进可乐、啤酒等食品里，也可用到蔬菜大棚里增肥，提高果蔬产量。
深冷气体公司生产的食品级二氧化碳，已有少量用于新疆的可口可乐和百事可乐生产。
以科技创新为引领，新疆国泰新华矿业股份有限公司计划补链，内部循环利用二氧化碳。“公司年排放二氧化碳30万吨。计划电解水制氢，用氢气与二氧化碳合成甲醇，再将多余电石渣利用起来，做成BDO(1，4-丁二醇)。”国泰新华董事长梁明国表示，补链后既能实现废物再利用，还能扩增BDO产能，产出绿色BDO。
马劲风介绍，实施CCUS项目，国家能源集团已打通“捕集—输送—配气—养护”一体化的二氧化碳矿化粉煤灰砖工艺路线，已制造出“二氧化碳矿化砖”，可同步解决电厂固废及二氧化碳消纳问题。
据测算，煤化工企业排放的二氧化碳浓度最高，可达75%—98%，其次是石油化工企业，达40%以上，发电厂在10%—15%之间。目前，新疆建设的碳捕集装置大多捕集的是煤化工和石油化工企业排放的二氧化碳。“火力发电厂排放的二氧化碳虽然浓度低，但却是最多的，将二氧化碳固废到砖块等新材料里，将为新疆火电企业碳减排提供新思路。”马劲风表示。
新疆正加快建设“八大产业集群”，二氧化碳变废为宝，将有力促进油气生产加工、煤炭煤电煤化工、绿色矿业等产业集群发展。(于江艳)
■记者手记
推动CCUS形成产业
新疆三大盆地有着40亿吨规模的二氧化碳资源利用和埋存潜力。
如此庞大的规模，按照目前150万吨—160万吨/年的产能满负荷生产，如果油井一直可用二氧化碳驱油，将能利用2500多年。
如此计算，新疆发展CCUS产业具有广阔空间，可规划千万吨级的CCUS产业。
目前，新疆三大盆地都有一批老油田油井已到高含水的中后期，注水已很难见效，需要注入二氧化碳补能来提高原油采收率，同时一些低渗难开采油藏，如致密砾岩油藏、页岩油藏等，在前置压裂环节注入二氧化碳也能起到很好的增油效果。
新疆捕集来的二氧化碳，还没有用到农业领域。近年来，南疆蔬菜大棚种植面积快速增长，若能将二氧化碳用于农业，将进一步扩展二氧化碳用途，为新疆碳减排腾出更多空间。
展望未来，新疆工业生产排放的二氧化碳，用途广泛，实施CCUS项目能与新疆“八大产业集群”建设完美耦合。
自治区党委十届十次全会强调，要以科技创新引领现代化产业体系建设，夯实高质量发展的产业根基。以科技创新引领CCUS这一新兴产业发展，将为新疆经济社会高质量发展谱写新篇章。
新疆具备规模化利用二氧化碳得天独厚的条件。新疆应抓住机遇，打通供需环节，有效链接生产端和需求端；规划管道输送网络，将更多工业园区、重点排放企业与老油田“链”起来、与集中连片的果蔬大棚“链”起来，形成更广阔的应用前景。
聚焦碳源和碳汇“双向耦合”，不断探索市场合作机制，培育壮大集经济效益、生态效益、社会效益为一体的CCUS区域新业态，对新疆来说就是形成新质生产力。
培育新动能，塑造新优势。推动新疆CCUS新兴产业规模化发展，为实现“双碳”目标和高质量发展奠定坚实基础。
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CCUS前景可期
来自北京理工大学能源与环境政策研究中心的《实现碳中和目标的CCUS产业发展展望》报告分析认为，在全球应对气候变化的大背景下，CCUS既是世界各国减缓温室气体排放、加强气候治理、实现碳中和目标的关键技术，也是我国传统行业实现低碳转型的重要手段。
2019年8月，国家发展改革委印发《产业结构调整指导目录(2019年本)》，提出要鼓励CCUS产业的发展。
2022年2月，国家发展改革委、国家能源局印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，指出要完善火电领域CCUS技术研发和试验示范项目支持政策，加强CCUS技术推广示范。
2023年8月，国家发展改革委等10部门联合印发《绿色低碳先进技术示范工程实施方案》提出，以石化、煤化工、煤电、钢铁、有色、建材、石油开采等行业为重点，建设若干全流程规模化CCUS示范项目、二氧化碳先进高效捕集示范项目、二氧化碳资源化利用及固碳示范项目。
报告着重分析了碳中和目标下我国CCUS产业发展意义与现状、未来挑战和新兴需求，预计CCUS技术在2050年的捕集规模需达6亿—15亿吨，年产值超过3300亿元。
(据《实现碳中和目标的CCUS产业发展展望》)