氣候變化事關(guān)全人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，是所有國家都繞不開的共性問題。碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)是一項(xiàng)具有大規(guī)模二氧化碳減排潛力的技術(shù)，被國際上廣泛認(rèn)為是應(yīng)對(duì)全球氣候變化、控制溫室氣體排放的最重要技術(shù)之一，有望減少全球碳排放的20%以上，因?yàn)樘N(yùn)含巨大的市場(chǎng)潛力而成為國際上競(jìng)相發(fā)展的高技術(shù)。
陜西率先在全國掌握了CCUS的全流程技術(shù)。2015年9月25日，中美雙方共同發(fā)布“中美元首氣候變化聯(lián)合聲明”，將榆林靖邊的該項(xiàng)目明確列入中美氣候合作示范項(xiàng)目。特此，我們?cè)谖鞅贝髮W(xué)地質(zhì)系采訪了國家863計(jì)劃“二氧化碳地質(zhì)封存關(guān)鍵技術(shù)”課題負(fù)責(zé)人馬勁風(fēng)教授，聽他為我們講述我省科研工作者為應(yīng)對(duì)全球氣候變化與挑戰(zhàn)作出的貢獻(xiàn)。
抓住“碳”利用“碳”
二氧化碳是工業(yè)化進(jìn)程的另一面劍刃，被公認(rèn)為是導(dǎo)致全球氣溫升高的罪魁禍?zhǔn)?。二氧化碳的?dú)特性能，又給了科技手段“利用”它的機(jī)會(huì)。
二氧化碳易于達(dá)到超臨界狀態(tài)，處于超臨界狀態(tài)時(shí)，具有較大的溶解能力。二氧化碳溶于原油時(shí)，原油體積膨脹，流動(dòng)性、流變性及油藏性質(zhì)也會(huì)得到改善。因此，運(yùn)用一定的技術(shù)手段把從工業(yè)生產(chǎn)中“捕捉”的二氧化碳，注入井底進(jìn)行驅(qū)油，既減少了二氧化碳排入大氣又減少了傳統(tǒng)驅(qū)油對(duì)資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的破壞。
目前，在原油開采中，通常采用水驅(qū)和化學(xué)驅(qū)的辦法，就是把水或化學(xué)物質(zhì)注入油田中。一方面，這會(huì)造成淡水資源浪費(fèi)，排出的污水還將污染土壤，或者導(dǎo)致化學(xué)物品污染。另一方面，我國最大油田儲(chǔ)藏的鄂爾多斯地區(qū)大部分油藏為低孔低滲透油藏，油田沉睡在細(xì)密的巖石里，水很難注入，尤其到了開采后期，采收率很低。二氧化碳的特殊性質(zhì)則非常適合低孔低滲透油藏開發(fā)。
2012年，西北大學(xué)和陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)共同承擔(dān)的國家863計(jì)劃“二氧化碳地質(zhì)封存關(guān)鍵技術(shù)”課題正式立項(xiàng)。經(jīng)過3年多的科研攻關(guān)，課題組解決了在低滲、致密油田二氧化碳捕集、運(yùn)輸、利用、封存等一系列技術(shù)難題，建成了國內(nèi)首個(gè)全流程二氧化碳捕集、利用與封存示范項(xiàng)目。截至2015年4月底，該示范區(qū)的5口二氧化碳注入井，累計(jì)注入量超過4.3萬噸，增產(chǎn)原油超過1000噸，較之前采用的水驅(qū)油技術(shù)提高了5%以上。據(jù)馬勁風(fēng)教授介紹，4.3萬噸的二氧化碳注入量也就是減少4.3萬噸二氧化碳排放，相當(dāng)于2.15萬輛小汽車一年的碳排放量。同時(shí)，采用4.3萬噸二氧化碳代替水進(jìn)行驅(qū)油，等于節(jié)約了4.3萬噸淡水資源，井口的污水排放和對(duì)周邊環(huán)境的污染也隨之減少。
該項(xiàng)目技術(shù)的示范，標(biāo)志著我省在全國首次掌握CCUS全流程技術(shù)，不僅對(duì)我國鄂爾多斯盆地低孔、低滲儲(chǔ)層原油生產(chǎn)效益的提高具有重要意義，更重要的是為提升能源、資源利用效率，降低碳排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了范例。
2015年6月，以本課題為基礎(chǔ)的“靖邊油田二氧化碳捕集與封存項(xiàng)目”順利通過“碳收集國家領(lǐng)導(dǎo)人論壇（CSLF）”國際認(rèn)證組織的答辯，成為國際認(rèn)證的全流程二氧化碳捕集、封存項(xiàng)目。這是該組織自2003年成立以來，在發(fā)展中國家開展并得到國際認(rèn)證的第一個(gè)相關(guān)項(xiàng)目，標(biāo)志著我國擁有在全世界實(shí)施該項(xiàng)目的“通行證”。馬勁風(fēng)教授也被選為該組織的專家代表，參與世界范圍內(nèi)該領(lǐng)域其他相關(guān)項(xiàng)目的評(píng)審工作，為全球“應(yīng)對(duì)氣候變化”戰(zhàn)略貢獻(xiàn)力量。
廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景
國際上已經(jīng)將二氧化碳捕集、利用與封存作為未來應(yīng)對(duì)環(huán)境壓力和碳排放壓力的主要對(duì)策之一。在能源緊缺和節(jié)能減排的背景下，這一技術(shù)有著非常廣闊的推廣利用前景。
二氧化碳驅(qū)油不僅適用于常規(guī)油藏，尤其對(duì)低滲、特低滲透油藏，可以明顯提高原油采收率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，按照石油行業(yè)的估算，在我國采收率每提高1%，可增加可采儲(chǔ)量近2億噸。馬勁風(fēng)教授介紹，以靖邊開展的該項(xiàng)目提高采收率5%計(jì)算，目前鄂爾多斯盆地原油、天然氣折合產(chǎn)量超過6000萬噸，提高采收率5%意味著通過二氧化碳驅(qū)油可以增加300萬噸原油年產(chǎn)量。如果推廣到全國，將增加巨大的可采儲(chǔ)量。僅僅這一項(xiàng)技術(shù)，就可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
同時(shí)，CCUS是國際公認(rèn)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360億噸的20%計(jì)算，CCUS技術(shù)可以減排72億噸。按照CCUS技術(shù)國際上平均60美元/噸的減排成本計(jì)算，則未來全球有4320億美元的市場(chǎng)規(guī)模。隨著碳交易的開展，這一技術(shù)帶來的不僅僅是良好的社會(huì)效益，還有更大的經(jīng)濟(jì)效益。
此外，CCUS的產(chǎn)業(yè)鏈包含捕集、運(yùn)輸、利用和封存四大環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將給裝備制造業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)、工程以及相應(yīng)的金融等服務(wù)產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)會(huì)。馬勁風(fēng)教授認(rèn)為，該技術(shù)的推廣，將帶動(dòng)和培育CCUS項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)而推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展。
陜西將大有可為
在我省的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中，能源、化工占工業(yè)總產(chǎn)值的半壁江山，地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。開展應(yīng)對(duì)氣候變化是我省實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需要和歷史機(jī)遇。
資源優(yōu)勢(shì)和科技優(yōu)勢(shì)使我省成為國內(nèi)開展CCUS的最佳場(chǎng)所。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，二氧化碳的捕集、運(yùn)輸成本成為制約該技術(shù)推廣發(fā)展的重要因素。我省擁有大量的煤化工企業(yè)，可以就近提供穩(wěn)定、廉價(jià)的二氧化碳源，是這一技術(shù)推廣開展無可比擬的良好先天條件。同時(shí)，作為科技大省與全國首批低碳試點(diǎn)省，我省在這一領(lǐng)域具有領(lǐng)先的科技優(yōu)勢(shì)。
高校與科研院所也提供了充分的科研儲(chǔ)備。西北大學(xué)是國內(nèi)唯一參加過國際著名的加拿大Weyburn碳捕集與封存項(xiàng)目的大學(xué)，積累了豐富的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。目前，國際正在制定的CCUS國際ISO標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)正是在Weyburn項(xiàng)目基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。為了充分發(fā)揮地域和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，西北大學(xué)還在西北大學(xué)-加拿大多倫多大學(xué)士嘉堡校區(qū)“氣候變化與碳封存研究中心”的基礎(chǔ)上，整合地質(zhì)學(xué)系、城市與環(huán)境學(xué)院、生命科學(xué)院、化材學(xué)院、化工學(xué)院、物理學(xué)院、管理學(xué)院力量，整體推進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化的研究與教學(xué)，期待將西北大學(xué)建立成國內(nèi)領(lǐng)先和具有國際影響力的應(yīng)對(duì)氣候變化基地，助力我省在應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略中作出更大成績(jī)。
據(jù)了解，我省正在積極進(jìn)行碳核查相關(guān)工作，為我國承諾的2017年實(shí)現(xiàn)碳交易做準(zhǔn)備。隨著CCUS項(xiàng)目的推廣，我省在應(yīng)對(duì)氣候變化與挑戰(zhàn)中將邁出堅(jiān)實(shí)的步伐。
延伸閱讀
什么是碳排放交易體系？
“碳交易”又稱“碳排放權(quán)交易”、“溫室氣體排放權(quán)交易”簡(jiǎn)單說來，就是碳排放將成為一種商品，溫室氣體將配額排放，一家企業(yè)排放量超過了配額，就需要購買新的配額，反之如果其排放量沒有達(dá)到配額，則可以出售其配額。
在《中美元首氣候變化聯(lián)合聲明》中，我國明確表示2017年將啟動(dòng)國家碳總量控制與交易，旨在建立所謂的碳排放交易市場(chǎng)。這將會(huì)成為中國為減少燃煤發(fā)電、鋼鐵、水泥、化工、金屬冶煉、陶瓷、玻璃生產(chǎn)等重要行業(yè)排放量所采取的重要舉措。（記者 張梅）
