二氧化碳驅(qū)油的案例
潘繼平：『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅(qū)油與提高采收率問題研究| 國際石油經(jīng)濟(jì)
該項(xiàng)目2002年實(shí)施二氧化碳混相驅(qū)作業(yè)，至2020年已持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)16年，累計(jì)增油2456萬噸，累計(jì)注入二氧化碳約3.9億噸，提高采收率26個(gè)百分點(diǎn)以上。據(jù)美國《油氣雜志》統(tǒng)計(jì)，截至2018年底，美國通過二氧化碳驅(qū)油采出原油超過20億桶（約2.73億噸）。加拿大、巴西、土耳其、特立尼達(dá)等國家和地區(qū)也有一定規(guī)模的CCUS-EOR項(xiàng)目。其中巴西有4個(gè)CCUS-EOR項(xiàng)目，包括一個(gè)深海鹽下油藏提高采收率項(xiàng)目；加拿大有4個(gè)碳捕集項(xiàng)目，捕集規(guī)模為350萬～400萬噸/年，主要用于驅(qū)油以提高油田采收率；中東和非洲地區(qū)也在積極開展CCUS-EOR探索，預(yù)計(jì)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用將于2025年前后獲得突破。
隨著各國節(jié)能減排、碳中和力度加大，全球CCUS產(chǎn)業(yè)化步伐加快，在未來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，CCUS-EOR發(fā)展?jié)摿Υ螅熬翱善凇?jù)統(tǒng)計(jì)，2030年前全球?qū)⒂?8個(gè)左右CCUS-EOR項(xiàng)目建成投產(chǎn)運(yùn)行，用于驅(qū)油的二氧化碳捕集規(guī)模超過7000萬噸/年，比目前規(guī)模增加兩倍以上。2020年美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）評價(jià)認(rèn)為，美國主要含油氣盆地通過二氧化碳驅(qū)油，技術(shù)上可增產(chǎn)石油288.4億桶（約39.3億噸），埋存二氧化碳84.1億噸，表明美國CCUS-EOR擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?1.2 二氧化碳管輸現(xiàn)狀與趨勢
截至目前，全球二氧化碳運(yùn)輸管道主要分布在美國、加拿大等少數(shù)國家。上世紀(jì)70年代以來，美國在二氧化碳驅(qū)油技術(shù)上取得突破，基于產(chǎn)自本土油氣田豐富的二氧化碳資源，利用成熟的油氣管輸技術(shù)工藝，積極建設(shè)二氧化碳運(yùn)輸管道，開展二氧化碳驅(qū)油提高采收率項(xiàng)目。
展開 特稿丨中國首個(gè)百萬噸級(jí)CCUS誕生記
進(jìn)入21世紀(jì)，以張傳寶為代表的第二代“驅(qū)油人”接了棒。
張傳寶團(tuán)隊(duì)利用二氧化碳進(jìn)行近混相驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，雖然證明二氧化碳驅(qū)油行之有效，但效果并不理想——原因在于地下壓力不足，導(dǎo)致二氧化碳未能液化。他們由此提出，
將二氧化碳與原油混為一體，或許是提高驅(qū)油效果的關(guān)鍵。
但問題隨之而來：多大壓力才能讓油和氣在地下形成混相？
“接著燜！不到40兆帕堅(jiān)決不開井！”
在勝利油田同類油藏的樊142區(qū)塊，科研人員死死盯住一口注入井，從2013年干到2016年，從17兆帕干到40兆帕……
“開井！”“成了！”
當(dāng)黑色的液體噴薄而出、灑向天空的那一刻，第二代“驅(qū)油人”喜極而泣。
打通技術(shù)堵點(diǎn)，練就“獨(dú)門絕技”
當(dāng)前，我國CCUS正處于工業(yè)化示范階段，部分關(guān)鍵技術(shù)較國際先進(jìn)水平仍有差距。“保障能源安全是國家交給的任務(wù)，瞄準(zhǔn)核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，是我們義不容辭的責(zé)任！”作為第三代“驅(qū)油人”，中國石化勝利油田注汽技術(shù)服務(wù)中心二氧化碳項(xiàng)目部副經(jīng)理趙鐵軍有著滿滿的使命感。
勝利油田萊113二氧化碳注入現(xiàn)場。勝利油田供圖
2010年，趙鐵軍剛一畢業(yè)，便一頭扎進(jìn)正在進(jìn)行二氧化碳先導(dǎo)試驗(yàn)的高89—1區(qū)塊。
此時(shí)，二氧化碳驅(qū)油已經(jīng)得到驗(yàn)證，但
如何將二氧化碳安全高效地注入地下，是讓人頭疼的“攔路虎”。
要“打虎”過關(guān)，先得有裝備。
展開 中國石油CCUS產(chǎn)業(yè)格局
早在2012年，吐哈油田積極與中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石油大學(xué)（北京）等科研院所和高校就二氧化碳驅(qū)提高采收率可行性進(jìn)行研究探索，初步建立了吐哈油田二氧化碳驅(qū)提高采收率及地質(zhì)埋存潛力評價(jià)體系與參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，為吐哈油田后期實(shí)施二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)提供了重要依據(jù)。
2021年5月起，吐哈油田與吉林油田合作完成了牛圈湖東區(qū)CCSU-EOR先導(dǎo)試驗(yàn)的方案編制，項(xiàng)目被列為股份公司先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目之一。（羅建東）
中國石油CCUS發(fā)展歷程
截至目前，中國石油11家油氣田已經(jīng)開展17項(xiàng)CCUS重大開發(fā)試驗(yàn)，二氧化碳年注入能力超百萬噸，已累計(jì)埋存二氧化碳超550萬噸，相當(dāng)于植樹近5000萬棵，規(guī)模保持國內(nèi)領(lǐng)先，累計(jì)增油130萬噸。
探索階段（1965年至2006年）
1965年，大慶油田碳酸水注入試驗(yàn)拉開我國探索二氧化碳驅(qū)油的序幕。
1999年，吉林油田開展二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)。
2006年，中國石油在香山科學(xué)會(huì)議首次提出CCUS概念。
攻關(guān)階段（2007年至2012年）
2007年，啟動(dòng)國家973計(jì)劃項(xiàng)目《溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存》。
2008年，承擔(dān)國家科技重大專項(xiàng)《含二氧化碳天然氣藏安全開發(fā)與二氧化碳利用技術(shù)》。
2009年，承擔(dān)國家863計(jì)劃項(xiàng)目《二氧化碳驅(qū)油提高石油采收率與封存關(guān)鍵技術(shù)研究》。
2009年，設(shè)立中國石油重大專項(xiàng)《吉林油田二氧化碳驅(qū)油與埋存關(guān)鍵技術(shù)研究》。
示范階段（2013年至2020年）
2013年，寧夏石化15萬噸/年低濃度煙氣二氧化碳捕集裝置投產(chǎn)。
2013年，大慶油田建成13.5公里二氧化碳輸送管道。
2014年，吉林油田建成10萬噸級(jí)CCUS-EOR全流程示范工程。
展開 中國石油十大CCUS重大示范工程
（范偉）
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大慶榆樹林油田難采儲(chǔ)量二氧化碳非混相驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)
【項(xiàng)目簡介】大慶油田堅(jiān)持問題導(dǎo)向，從理論研究、技術(shù)研發(fā)、現(xiàn)場試驗(yàn)等方面開展一體化攻關(guān)，建成了國內(nèi)最大的二氧化碳非混相驅(qū)現(xiàn)場試驗(yàn)區(qū)——樹101二氧化碳非混相驅(qū)現(xiàn)場試驗(yàn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了難采儲(chǔ)量的有效開發(fā)。
2007年，大慶榆樹林油田在樹101區(qū)塊開展二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)，加大二氧化碳驅(qū)油等新技術(shù)的應(yīng)用力度。2007年12月至2008年7月，投產(chǎn)注氣井7口，2008年11月注氣站投入運(yùn)行，注氣半年后油井投產(chǎn)；至2009年初，共有注采井24口并全部投產(chǎn)完畢。
2014年股份公司立項(xiàng)，在樹101區(qū)塊開展了二氧化碳非混相驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)。作為全國規(guī)模最大的難采儲(chǔ)量非混相驅(qū)整裝動(dòng)用區(qū)塊，該試驗(yàn)區(qū)具備進(jìn)一步建設(shè)氣驅(qū)工業(yè)化示范應(yīng)用項(xiàng)目的基礎(chǔ)，為《二氧化碳規(guī)模化捕集、驅(qū)油與埋存全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究及示范》重大科技專項(xiàng)和松遼盆地CCUS 300萬噸示范工程建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
截至3月7日，該試驗(yàn)區(qū)共有注采井203口，累計(jì)注氣117.17萬噸，產(chǎn)油40.24萬噸。經(jīng)過兩個(gè)試驗(yàn)階段的開發(fā)調(diào)整，大慶油田取得了特低滲透油藏二氧化碳驅(qū)4項(xiàng)技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)了氣驅(qū)區(qū)塊持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。
展開 
深度！國內(nèi)外CCUS發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
2003年
中國石油大慶油田建成20萬噸/年二氧化碳驅(qū)油示范項(xiàng)目，從徐深氣田天然氣凈化廠分離二氧化碳并送往兩個(gè)區(qū)塊進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)。
2004年
中國海油中聯(lián)煤層氣公司在山西沁水建成二氧化碳驅(qū)替煤層氣試驗(yàn)項(xiàng)目，總計(jì)注入二氧化碳1,000噸。該項(xiàng)目被認(rèn)為是我國第一個(gè)CCUS相關(guān)的示范項(xiàng)目。
每年減排二氧化碳300萬噸！CCUS到底有多重要！
寧夏寧東能源化工基地是國家重要的能源化工基地和現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)基地，煤化工項(xiàng)目集中，二氧化碳排放大、來源足、濃度高、易捕集，以國能寧煤400萬噸煤制油項(xiàng)目為例，易于捕集的98.5%以上濃度二氧化碳排放1245萬噸/年，具有開展CCUS項(xiàng)目十分優(yōu)越的碳源條件。寧東基地距長慶油田寧夏油區(qū)130公里左右，長慶油田是國內(nèi)第一大油氣田，年產(chǎn)油氣當(dāng)量6500萬噸，有著適合二氧化碳驅(qū)油的油藏地質(zhì)資源，2014年至今一直在開展CCUS科研攻關(guān)和現(xiàn)場實(shí)踐，先后解決了油藏、注采、地面工程三大領(lǐng)域12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，已獲得CCUS技術(shù)授權(quán)發(fā)明專利20件，編制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范5項(xiàng)，形成了適合黃土塬地貌“三低”油藏混相驅(qū)替、防腐防氣竄、二氧化碳循環(huán)利用等為核心的CCUS技術(shù)模式，建成了CCUS國家先導(dǎo)試驗(yàn)示范工程，培養(yǎng)了一批專業(yè)技術(shù)人才，為CCUS工業(yè)化推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
寧夏300萬噸CCUS示范項(xiàng)目總投資約102億元，項(xiàng)目分為三期。一期項(xiàng)目2023年5月開工，總投資約13.7億元，計(jì)劃2024年建成投運(yùn)。二期項(xiàng)目2024年開工，總投資約28.6億元，2025年底建成投運(yùn)。三期項(xiàng)目總投資約60億元。項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后，每年可減排二氧化碳可達(dá)300萬噸，30年運(yùn)營期內(nèi)，可累計(jì)注入二氧化碳7450萬噸，累計(jì)增油1700萬噸以上。
CCUS中的碳捕集技術(shù)究竟是什么，包含了哪些技術(shù)？
碳捕集技術(shù)，也稱為二氧化碳捕獲技術(shù)，是指應(yīng)用各種化學(xué)、物理和生物技術(shù)來從工業(yè)、能源等生產(chǎn)過程中分離出二氧化碳等溫室氣體，以減少其對大氣層的排放。其原理是在產(chǎn)生二氧化碳的過程中，將氣體從煙氣或氣流中抽出，用特定的化學(xué)方法將其與吸附材料接觸，通過化學(xué)反應(yīng)的方式吸附二氧化碳，從而使其被從環(huán)境中移除。
展開 袁士義：CCUS - EOR產(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段
二氧化碳過度排放導(dǎo)致氣溫不斷升高，嚴(yán)重威脅人類生存，2015年《巴黎協(xié)定》確立了在21世紀(jì)末將全球平均溫升控制在2攝氏度以內(nèi)的長期目標(biāo)，2021年聯(lián)合國氣候變化大會(huì)決議努力將氣溫上升控制在1.5攝氏度以內(nèi)。
碳達(dá)峰碳中和受到世界各國的空前關(guān)注，中國作出莊嚴(yán)承諾并積極行動(dòng)：“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。同時(shí)，國家已把碳達(dá)峰碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，并積極推動(dòng)實(shí)施。
據(jù)IEA預(yù)測，如果2050年全球?qū)崿F(xiàn)碳中和目標(biāo)，通過調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率等碳減量方式，有望減碳263億噸，還需通過 CCUS / CCS碳移除手段減碳76億噸；如果2070年全球?qū)崿F(xiàn)凈零排放，需要 CCUS / CCS作為托底技術(shù)封存15％的二氧化碳排放量。
根據(jù)中國CCUS年度報(bào)告（2021），CCUS/CCS是實(shí)現(xiàn)碳中和的托底系列技術(shù)，我國油氣藏和深部咸水層等地質(zhì)體所能提供的埋存二氧化碳空間完全可以滿足碳中和需要的空間，根據(jù)我國二氧化碳源匯匹配情況，CCUS/CCS技術(shù)可提供的減排潛力基本可以滿足需求，對于托底保障碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)意義重大。其中， CCUS - EOR是最現(xiàn)實(shí)有效可行的減碳驅(qū)油技術(shù)，具有大幅度提高原油采收率、增加原油產(chǎn)量、埋存減排二氧化碳等多重功效。
初步評價(jià)，全國約有140億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量適合二氧化碳驅(qū)油，可提高采收率15%、增加可采儲(chǔ)量21億噸、封存二氧化碳約60億噸，潛力巨大，可有效支撐化石能源低碳利用。
展開 CCUS應(yīng)用案例：全球CCUS技術(shù)分析及中石化案例介紹
齊魯石化-勝利油田百萬噸級(jí)CCUS啟動(dòng)會(huì)現(xiàn)場
此次中國石化啟動(dòng)建設(shè)的百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目，由齊魯石化二氧化碳捕集和勝利油田二氧化碳驅(qū)油與封存兩部分組成。齊魯石化捕集提供二氧化碳運(yùn)送至勝利油田進(jìn)行驅(qū)油封存，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存一體化應(yīng)用，把二氧化碳封在地下，把油驅(qū)出來。
按齊魯石化-勝利油田百萬噸級(jí)CCUS計(jì)算，可每年減排二氧化碳100萬噸，相當(dāng)于植樹近900萬棵、近60萬輛經(jīng)濟(jì)型轎車停開一年。可有力保障國家能源安全。我國有較大石油地質(zhì)儲(chǔ)量適合二氧化碳驅(qū)油，加快CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展將會(huì)對保障國家能源安全提供支撐。可推動(dòng)化石能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。CCUS作為碳中和必不可少的技術(shù)路徑，減排潛力十分巨大，工業(yè)利用前景廣闊。
中國石化將咬定國內(nèi)“技術(shù)第一、效益第一”的總目標(biāo)，全力打造CCUS全鏈條示范基地和標(biāo)桿工程，加快形成系統(tǒng)完備的CCUS產(chǎn)業(yè)體系，為我國建成低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)集群貢獻(xiàn)力量，以優(yōu)異成績慶祝建黨100周年。
技術(shù)人員在純梁油區(qū)進(jìn)行co2注入準(zhǔn)備工作
在碳捕集環(huán)節(jié)，齊魯石化二氧化碳回收提純裝置包括壓縮單元、制冷單元和液化精制單元，以及配套公用工程，回收煤制氫裝置尾氣中的二氧化碳，提純后純度達(dá)到99%以上；在碳利用與封存環(huán)節(jié)，勝利油田運(yùn)用超臨界二氧化碳易與原油混相的原理，計(jì)劃在正理莊油田建設(shè)10座無人值守注氣站，向附近73口井注入二氧化碳，同時(shí)油氣集輸系統(tǒng)全部采用密閉管輸，進(jìn)一步提高二氧化碳封存率，預(yù)計(jì)未來15年，可累計(jì)注入二氧化碳1068萬噸，可實(shí)現(xiàn)增油296.5萬噸。
展開 國內(nèi)外CCUS項(xiàng)目解讀
涵蓋了碳捕獲、碳利用和碳封存3個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要以該用戶第二化肥廠煤制氣裝置排放的尾氣為原料，生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品，并送往某油田代替“水”作為介質(zhì)打入地下頁巖中驅(qū)油和封存，整個(gè)過程節(jié)水、驅(qū)油、減碳一舉三得，原油覆蓋地質(zhì)儲(chǔ)量6000萬噸，年注入能力100萬噸。
9、中石化華東油田EOR項(xiàng)目
坐標(biāo)：河南 捕碳規(guī)模：10萬噸/年
華東油氣田液碳公司與南化公司合作建設(shè)的CCUS示范基地分兩期建設(shè)成每年10萬噸的捕集裝置，截至2021年4月27日已累計(jì)回收二氧化碳16.5萬噸，應(yīng)用到油田企業(yè)驅(qū)油增產(chǎn)約5萬噸。
華東石油局液碳公司驅(qū)油隊(duì)成立于2013年，2015年順利進(jìn)入浙江油田、江蘇油田，近兩年相繼進(jìn)入吐哈、東北等油田，驅(qū)油隊(duì)成了液碳公司經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。截至到目前累計(jì)驅(qū)油應(yīng)用二氧化碳36萬噸，占液碳公司營業(yè)收入的37％。
10、華能石洞口電廠捕集示范項(xiàng)目
坐標(biāo)：上海 捕碳規(guī)模：12萬噸/年
華能上海石洞口第二電廠二期項(xiàng)目二氧化碳捕集示范工程的產(chǎn)品，初期以循環(huán)利用、總量控制作為主要的處理方式，最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳的封存，為我國溫室氣體減排作出貢獻(xiàn)。
首次提出了雙吸收塔布置的碳捕集工藝，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和可靠性；提出了分級(jí)吸收再生煙氣脫碳系統(tǒng)創(chuàng)新概念，能耗較低；提出了帶自循環(huán)和激冷的噴淋脫碳系統(tǒng)，降低了建設(shè)和運(yùn)行成本，得到燃煤電廠煙氣碳捕集系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行和控制能耗的規(guī)律，最終形成了完整的工藝設(shè)計(jì)軟件包，成功應(yīng)用在華能上海石洞口第二電廠二期項(xiàng)目12萬噸/年二氧化碳補(bǔ)集裝置工程示范項(xiàng)目中。
展開 CO2傳感器探頭KCD-HP應(yīng)用于二氧化碳搖床中二氧化碳濃度控制
二氧化碳搖床（又稱CO2搖床培養(yǎng)箱）是一種結(jié)合了二氧化碳培養(yǎng)箱和搖床功能于一體的精密生物培養(yǎng)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于對溫度、振蕩頻率有著較高要求的細(xì)菌培養(yǎng)、發(fā)酵、雜交和生物化學(xué)反應(yīng)以及酶、細(xì)胞組織研究等。在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、分子學(xué)、制藥、食品、環(huán)保等研究應(yīng)用領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。
二氧化碳搖床的工作原理是利用CO2作為培養(yǎng)細(xì)胞的氣體成分。在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，細(xì)胞需要O2進(jìn)行呼吸作用，同時(shí)還需要CO2作為代謝產(chǎn)物排放。二氧化碳搖床通過控制氣體成分的供應(yīng)和釋放，模擬細(xì)胞自然環(huán)境，提供穩(wěn)定的氣體濃度和流動(dòng)條件，從而促進(jìn)細(xì)胞生長和分裂。
與傳統(tǒng)的手動(dòng)震蕩培養(yǎng)箱相比，二氧化碳搖床具有以下優(yōu)勢：精確控制二氧化碳濃度，二氧化碳搖床可以精確控制二氧化碳的濃度，使細(xì)胞得到適宜的生長環(huán)境。而手動(dòng)震蕩培養(yǎng)箱無法保證二氧化碳濃度的準(zhǔn)確性；
穩(wěn)定氣流和振蕩效果，二氧化碳搖床采用數(shù)字控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氣流和振蕩效果。而手動(dòng)震蕩培養(yǎng)箱可能因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或者震蕩力度不夠而影響細(xì)胞生長；
節(jié)約時(shí)間和成本，使用二氧化碳搖床可以自動(dòng)化地完成氣體調(diào)節(jié)和振蕩運(yùn)動(dòng)，減少了人工干預(yù)的時(shí)間和成本；可編程性，二氧化碳搖床可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行程序化設(shè)置，提高實(shí)驗(yàn)效率并重復(fù)性好。
其工作原理主要包括以下幾個(gè)方面：
溫度控制： 二氧化碳搖床內(nèi)部配備有加熱元件和溫度傳感器，能夠精確控制培養(yǎng)環(huán)境的溫度，通常設(shè)置在37℃（哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的常用溫度）。
濕度控制： 通過水盤或蒸汽發(fā)生器維持培養(yǎng)箱內(nèi)的高濕度環(huán)境，防止培養(yǎng)基蒸發(fā)，確保細(xì)胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性。
二氧化碳濃度控制： 設(shè)備通過內(nèi)置的CO2傳感器探頭監(jiān)測培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度，并通過調(diào)節(jié)CO2氣體的輸入來維持恒定的CO2濃度（通常為5%）。 二氧化碳與培養(yǎng)基中的碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)相互作用，維持培養(yǎng)基的pH值穩(wěn)定。
展開 CCUS專項(xiàng)工程介紹和相關(guān)信息丨國內(nèi)外CCUS項(xiàng)目解讀：分布圖、應(yīng)用場景及成本介紹
該系統(tǒng)由華能自主設(shè)計(jì)建設(shè), 采用低水汽比耐硫變換等工藝，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳捕集率達(dá)到90%以上，年捕集二氧化碳的能力達(dá)到10萬噸，是目前世界上最大的燃燒前碳捕集裝置。
8、中石化齊魯石油化工EOR項(xiàng)目
坐標(biāo)：山東 捕碳規(guī)模：100萬噸/年
我國首個(gè)百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目，齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目于2021年7月啟動(dòng)建設(shè)，該項(xiàng)目由齊魯石化捕集二氧化碳運(yùn)送至勝利油田進(jìn)行驅(qū)油封存，預(yù)計(jì)未來15年，該油田將累計(jì)注入1068萬噸二氧化碳，實(shí)現(xiàn)增油227萬噸。
涵蓋了碳捕獲、碳利用和碳封存3個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要以該用戶第二化肥廠煤制氣裝置排放的尾氣為原料，生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品，并送往某油田代替“水”作為介質(zhì)打入地下頁巖中驅(qū)油和封存，整個(gè)過程節(jié)水、驅(qū)油、減碳一舉三得，原油覆蓋地質(zhì)儲(chǔ)量6000萬噸，年注入能力100萬噸。
9、中石化華東油田EOR項(xiàng)目
坐標(biāo)：河南 捕碳規(guī)模：10萬噸/年
華東油氣田液碳公司與南化公司合作建設(shè)的CCUS示范基地分兩期建設(shè)成每年10萬噸的捕集裝置，截至2021年4月27日已累計(jì)回收二氧化碳16.5萬噸，應(yīng)用到油田企業(yè)驅(qū)油增產(chǎn)約5萬噸。
華東石油局液碳公司驅(qū)油隊(duì)成立于2013年，2015年順利進(jìn)入浙江油田、江蘇油田，近兩年相繼進(jìn)入吐哈、東北等油田，驅(qū)油隊(duì)成了液碳公司經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。
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CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術(shù)匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術(shù)，是將CO2從電廠等工業(yè)或其他排放源分離，經(jīng)富集、壓縮并運(yùn)輸?shù)教囟ǖ攸c(diǎn)，注入儲(chǔ)層封存以實(shí)現(xiàn)被捕集的CO2與大氣長期分離的技術(shù)。在此技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業(yè)設(shè)施中捕集提純，然后通過運(yùn)輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實(shí)現(xiàn)有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運(yùn)輸、長期封存三個(gè)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了對二氧化碳利用的環(huán)節(jié)，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級(jí)二氧化碳精制，以及其他工業(yè)利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實(shí)操作性。
簡單來說，CCUS技術(shù)即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續(xù)再利用或者封存起來的技術(shù)。那么，二氧化碳的捕集技術(shù)有哪些呢？
1、化學(xué)吸收法
化學(xué)吸收法是指化學(xué)溶劑通過與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對二氧化碳進(jìn)行吸收，當(dāng)外部條件如溫度發(fā)生或壓力改變時(shí)，使得反應(yīng)逆向進(jìn)行，從而達(dá)到二氧化碳的解析及吸收劑的循環(huán)再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)從底部進(jìn)入吸收塔，同時(shí)吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內(nèi)接觸后發(fā)生反應(yīng)。
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二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要原因，甲烷是煤礦生產(chǎn)的主要危害，同時(shí)又是一種新型的潔凈能源。然而我國煤層滲透率普遍較低，不利于甲烷的抽排，注入二氧化碳驅(qū)替甲烷可以顯著提高采收率。因此，從環(huán)保、安全和能源的角度來講，注入二氧化碳驅(qū)替煤層甲烷的開展具有重要意義。
基于 Darcy 滲流理論、Fick 擴(kuò)散理論、擴(kuò)展Langmuir 吸附理論以及氣體狀態(tài)方程，構(gòu)建了氣體連續(xù)運(yùn)動(dòng)耦合方程，利用 Comsol Multiphysics 有限元數(shù)值模擬軟件進(jìn)行了不同注氣壓力和不同滲透率條件下的注二氧化碳驅(qū)替甲烷數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢吻合，驅(qū)替效果良好。注氣壓力和滲透率顯著影響驅(qū)替效率，注氣壓力提高導(dǎo)致二氧化碳突破出氣口和置換完成的時(shí)間縮短；滲透率越低置換所需時(shí)間越長，驅(qū)替進(jìn)展越緩慢。
展開 焦炭燒損控制措施與二氧化碳的炭熔反應(yīng)
我們認(rèn)為，在系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行、操作以及工藝指標(biāo)控制等正常的情況下，焦炭燒損的反應(yīng)主要還是與二氧化碳的炭熔反應(yīng)，即 C + CO2 = 2CO。
在氣體循環(huán)過程中，由于焦炭揮發(fā)分的不斷析出和空氣導(dǎo)入量增加，造成循環(huán)氣體中 CO 及CO2 含量逐漸升高，CO 經(jīng)過燃燒也轉(zhuǎn)化為 CO2，由于二氧化碳相對來講是惰性氣體，故造成循環(huán)系統(tǒng)中二氧化碳的逐漸升高。
C02 與焦炭在高溫下也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，下表列出了不同溫度下 C02 反應(yīng)的吉布斯自由能。C02 反應(yīng)的吉布斯自由能在 730℃時(shí)為-6.6kJ／mol，即在此溫度下就可以與焦炭自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)。在干熄焦的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，循環(huán)氣體從干熄爐底部進(jìn)入，與自上而下的熾熱焦炭進(jìn)行逆流接觸和換熱，在此過程中當(dāng)溫度達(dá)到 730℃以上時(shí)，C02 就會(huì)與熾熱的 C 反應(yīng)生成 CO，造成焦炭質(zhì)量的燒損，隨著溫度的升高，反應(yīng)會(huì)逐漸劇烈。而正常生產(chǎn)時(shí)，干熄焦循環(huán)氣體中 C02 體積百分比很大，因此該反應(yīng)是影響干熄焦炭燒損的重要因素。
根據(jù)以上分析，為從根本上減少焦炭的燒損，必須降低循環(huán)氣體中二氧化碳的含量，控制燒損在可控范圍內(nèi)，是必須采取的重要措施。降低循環(huán)氣體中二氧化碳的含量可以采取多種手段，譬如變壓吸附法、本菲爾法、有機(jī)胺吸收法等。經(jīng)過分析對比，考慮投資、運(yùn)行成本、操作等各方面因素，我們建議采用有機(jī)胺吸收法比較經(jīng)濟(jì)合理。
（1）基本工藝流程及參數(shù)
按照干熄焦循環(huán)氣量 150000m3/h，系統(tǒng)新增 980m3/h 二氧化碳（前述）、設(shè)計(jì) 1200m3/h 計(jì)算，最終控制系統(tǒng)二氧化碳含量不大于 4% ，則需要抽出 40000m3/h 循環(huán)氣進(jìn)行脫碳。工藝流程見圖 1。
展開 二氧化碳發(fā)電來了！全國產(chǎn)化！
以上是傳統(tǒng)套路，而只要將二氧化碳好好利用一番，就能不走尋常路
在當(dāng)前節(jié)能減排的大背景下，全球范圍內(nèi)電廠都在致力于提高效率。在蒸汽發(fā)電領(lǐng)域，提高蒸汽溫度有助于提升發(fā)電效率。不過一旦蒸汽溫度達(dá)到700攝氏度，二氧化碳循環(huán)將比現(xiàn)有的水蒸汽循環(huán)更有效率。
具體的做法就是將二氧化碳升壓、加熱，使其壓力和溫度超過一定限值，處于“超臨界”狀態(tài)，兼具氣體特性和液體特性。此時(shí)的二氧化碳體積比常溫常壓時(shí)的氣態(tài)有明顯減小，這樣一來，渦輪機(jī)的尺寸就可以減小。
昨天（12月8日），我國自主研發(fā)建造的國內(nèi)首座大型二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組完成72小時(shí)試運(yùn)行，在西安華能試驗(yàn)基地正式投運(yùn)。
剛剛投運(yùn)的二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組，看上去比傳統(tǒng)的水蒸氣機(jī)組小了不少。它身體里流動(dòng)的不再是水和蒸汽，而是二氧化碳。
循環(huán)利用二氧化碳驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與傳統(tǒng)蒸汽發(fā)電相比具有三大優(yōu)勢。
據(jù)華能西安熱工研究院董事長蘇立新介紹，一是體積小，同等裝機(jī)容量，二氧化碳發(fā)電機(jī)組體積只有蒸汽機(jī)組的1/25；二是效率高，在600℃溫度下，發(fā)電效率比蒸汽機(jī)組高3至5個(gè)百分點(diǎn)；三是污染小，采用二氧化碳機(jī)組的燃煤電廠，單位發(fā)電量碳排放強(qiáng)度可減少10%。
這臺(tái)由我國華能集團(tuán)歷經(jīng)7年自主研發(fā)制造的二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組，攻克了近千項(xiàng)技術(shù)難題，核心設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到100%，申請專利超過400項(xiàng)。
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