跟着环球能源机合转型升级,石油石化行业正面对着亘古未有的寻事与机缘。奈何正在维系能源供应安然太平的同时,达成绿色、低碳、可赓续发扬,成为行业协同面临的课题。而这齐备,离不开身手的赓续改进与打破。
身手的每一次奔腾,都是对来日的深切洞察与主动回应。本版特推出《身手引颈商场》栏目,长远发现并报道那些引颈行业厘革的进步身手,出现科技改进奈何为石油石化行业注入新的生气,希望通过这一窗口,让读者越发清晰石油石化行业的科技前沿,激起行业改进头脑,协同促举办业向越发觉净、高效、智能的对象发扬。
正在2025年宇宙“两会”上,CCUS身手举动碳中和策略的主题支柱,成为热议核心。本版以南京工程公司为样本,深度解析中国石化工程范畴正在CCUS身手上的打破性施行,敬请眷注。
“双碳”倾向的提出将CCUS(碳捕集、操纵与封存)推至聚光灯下。2023年宣告的《中国二氧化碳捕集操纵与封存年度陈述》显示,我国已投运、正在修及计议的CCUS项目超越100个,年减排量打破1000万吨,但主题身手国产化率缺乏60%的近况,成为限造财富发扬的瓶颈。
正在CCUS身手财富化经过中,工程公司饰演着症结脚色。举动中国石化旗下的首要气力,南京工程公司正在这一范畴深耕多年,以身手改进为主题驱动力,连接打破症结身手瓶颈,为行业绿色转型发扬注入强劲动力。
近年来,跟着环球对碳排放题宗旨眷注日益升温,CCUS身手被给予了亘古未有的策略旨趣。中国石化显着提出要加快结构CCUS财富链,打造绿色低碳财富系统。正在此靠山下,南京工程公司主动承担、提前盘算,为本身发扬显着了清爽的定位和对象。
“咱们不光要稳固古板商场上风,还要正在‘双碳’倾向引颈下,主动开发新能源、资源轮回操纵等新兴范畴。”南京工程公司总司理吴吉波说,“这是时间给予咱们的责任,也是企业达成高质地发扬的必由之途。”
10多年前,CCUS还被以为是“本钱高、贸易化难”的冷门范畴,但南京工程公司看到了国度能源转型的势必趋向。2010年,该公司便涉足CCUS身手研商,并于2013年建立了CCUS工程身手研商中央。该中央下设5个身手团队,涵盖二氧化碳捕集、矿化操纵、化学转化等多个对象,会聚了100余名策画骨干和身手专家。多年来,团队介入了20余项国度及集团公司的CCUS身手研发项目,申请专利20余件,落成了多套装配的工程策画,蕴蓄聚集了充分的施行阅历。
值得一提的是,2022年,南京工程公司参股了我国首个碳全财富链科技公司——中石化碳财富科技股份有限公司,迈出了碳减排身手研商和商场斥地的首要一步。2024年,该公司被认定为“江苏省碳捕集操纵与封存工程身手研商中央”“江苏省碳原子经济性绿色化工工程研商中央”,进一步彰显了能手业的当先名望。
身手改进是企业的人命线,也是南京工程公司正在CCUS范畴脱颖而出的症结所正在。面临激烈的商场逐鹿,该公司永远争持自决研发与协同攻合相连系,聚焦财富链症结合键,勤劳占领身手困难,促进收效转化。
“CCUS身手的研发不光须要表面打破,更须要工程化运用的验证。”集团公司高级专家谢东升先容,“源委多年蕴蓄聚集,南京工程公司曾经正在二氧化碳捕集及液化或矿化操纵、二氧化碳干重整/双重整、二氧化碳化学转化操纵(造甲醇)等方面赢得了首要发扬。”
身手研发的道途并非一帆风顺。以二氧化碳矿化脱硫渣身手为例,这套天下首个万吨级工业试验装配的研发进程充满了寻事。“当时最大的难点是奈何正在进步响应功效和修造临盆强度的同时下降能耗。”回顾起攻合的贫困,南京工程公司首席专家孙国超叹息,“时期不负有心人,咱们撮合南化研商院和四川大学,源委多数次试验和优化,最终得胜斥地出拥有创始性的症结身手。”该装配相接运转72幼时的结果注脚,二氧化碳矿化脱硫渣症结身手不光能有用途理工业废渣,并且能达成二氧化碳的高效固定,为后续大领域推论奠定了坚实底子。
人才是身手改进的主题动力。近年来,南京工程公司肆意践诺“四个工程”精准作育方案,激起科研职员的改进生气,通过把“最伶俐的脑袋”聚正在一道,促进改进思思的交换与碰撞,加快了身手研发的步骤。
“举动一名身手职员,我深切感觉到公司对改进的珍爱和支柱。”年青的工艺研发工程师傅颖政博士分享本人的发展通过,“正在这里,咱们有机遇介入最前沿的身手研发,让我感触煽动又自大。”
身手打破只是第一步,奈何将收效转化为商场逐鹿力同样至合首要。南京工程公司永远践行“以客户为中央”的理念,慎密眷注商场需求,修建了一体化、贯穿式的研商形式,确保身手可能精准对接客户本质需求。
2023年6月,南京工程公司介入策画的亚洲最大火电CCUS项目——国度能源集团泰州电厂50万吨/年二氧化碳捕集项目亨通投产。该项目不光有用途分了古板碳捕集身手高耗能、高投资的题目,并且明显晋升了经济性,为电厂低碳化转型供应了有力支柱。
“这个项宗旨得胜践诺,让咱们看到了商场的强壮潜力。”南京工程公司商场部副司理陈幼波说,“目前,咱们正正在为泰州电厂计议全烟气二氧化碳捕集项目,进一步帮力客户达成节能降碳倾向。”
另表,该公司撮合斥地的“10万吨/年二氧化碳化学链矿化操纵身手工业树范项目工艺包”也赢得了首要发扬。该项目被国度发扬变更委列为“第一批绿色低碳进步身手树范项目”,修成后将成为国内最大的二氧化碳矿化归纳操纵项目,二氧化碳汲取率大于90%,可达成好久固碳。
改进永无终点,探究从未停顿。正在“双碳”倾向的指引下,CCUS身手仍有很多未知范畴恭候开发。“来日,咱们将接连深化改进驱动,撮合科研院校展开全链条身手攻坚,重心打破生物质能转化操纵、二氧化碳矿化固废造混凝土等症结主题身手,造成企业逐鹿上风。”南京工程公司副总工程师、工艺室司理李蒙说,“信托正在大师的协同勤劳下,咱们必定能正在‘双碳’经过中发扬更大用意。”
从身手研发到商场运用、从人才作育到财富结构,南京工程公司正以本质活动注释科技改进的气力,正在这条充满寻事与机缘的道途上,用聪敏和汗水书写全新的绿色篇章。
CCUS是将“碳欠债”转化为“碳收益”的要紧身手之一,拥有社会效益与经济效益双赢特点,已取得国际社会的集体认同。
从环球来看,CCUS项目要紧正在美国、加拿大等国度率先展开,特殊是美国自20世纪50年代开端举办CCUS-EOR(二氧化碳进步石油采收率)项目研商后,目前已具备成熟的CCUS-EOR工业系统。21世纪今后,美国、加拿大、澳大利亚、日本及阿联酋等国度加快胀动二氧化碳捕集项宗旨工业化。
从国内身手发扬情状看,我国CCUS-EOR研商起步较早,石油企业及相合院校早正在20世纪60年代就开端探究二氧化碳驱油身手,但因气源、机理知道、装置等题目,财富化发扬滞后。进入21世纪今后,国度和石油企业接踵设立CCUS-EOR宏大科技攻合和树范工程项目,大大促进了症结身手的打破和矿场试验的得胜。
正在“双碳”靠山下,CCUS身手举动国际公认的大领域直接减排身手,是国度碳中和倾向达成的首要支柱,其策略首要性进一步取得确认,2020年今后我国的CCUS树范项目数目昭着增加。2022年8月,国内首个百万吨级CCUS项目齐鲁石化-笑成油田项目修成投产,象征着我国CCUS财富进入身手树范中后段——成熟的贸易化运营,为大领域展开CCUS项目扶植供应了更充分的工程施行阅历和身手数据。
近年来,我国CCUS身手急迅发扬,构修了碳捕集、操纵与封存全流程身手系统,造成了差异浓度排放源的二氧化碳捕集身手,并正在煤电、石化、水泥及钢铁等行业展开了大批树范运用。据统计,截至2024年8月,我国已投运CCUS项目67个,搜罗61个投运中项目和6个间歇运转项目。
从正在运转的CCUS项目碳操纵或封存体例来看,进步石油采收率(EOR)是最要紧、身手最成熟的碳操纵体例。有22个已投运项目显着其将捕集的二氧化碳用于进步石油采收率,此中17个CCUS项目将捕集的二氧化碳仅用于EOR。领域最大的EOR项目为齐鲁石化-笑成油田二氧化碳捕集操纵与封存全流程项目。国内二氧化碳生物操纵体例要紧为二氧化碳微藻养殖并造备高附加值产物。广东能源湛江生物质电厂烟气微藻固碳工程树范是国内首个生物质电厂原始烟气微藻固碳工程树范。二氧化碳矿化操纵的体例为操纵其收拾固废临盆碳酸钙、石膏、养护混凝土砌块等原料,代表性项目为2023年京博集团修成的环球首个10万吨级二氧化碳直接操纵CCUS树范项目。该项目操纵钢铁、电力、水泥等行业临盆进程中形成的钢渣、镁渣、炉渣、电石渣等大宗固废,正在不借帮表部热源、晦气用任何水泥的要求下与企业脱硫脱硝、及出格排的二氧化碳烟气产生矿化响应,每吨碳矿化原料吸碳固碳0.3~0.5吨,造成急迅捕碳固碳的多功用负碳原料产物。另有15个已投运的CCUS项目用处为归纳性的,搜罗EOR、矿化操纵、造化学品、食物加工、食物冷链、临盆氮肥、气焊护卫等用处。另表,有9个CCUS项目未宣布捕集的二氧化碳的用处。
从CCUS身手运用范畴看,我国CCUS树范项目行业遮盖面连接放大,目前国内已修成的CCUS树范项宗旨二氧化碳捕集源已涵盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业。此中,电力行业和化工行业树范项目已超越20个。另表,另有超越40个计议和投运中的树范项目来自油气、煤化工、石油化工、乙醇造备和化肥临盆等行业。
值得提神的是,近年来我国各范畴CCUS项目扶植进入虽日益填补,但比拟美国等身手运用发扬当先国度,国内CCUS项目扶植领域偏幼,导致目前宇宙正在运营CCUS项宗旨碳捕集才略总和占环球比例仅为4.6%。
尽量CCUS是一种可行的减排身手,但要达成贸易操纵还面对诸多寻事。起首,本钱高、能耗高、效益差的题目已经存正在,亟须增强CCUS全身手链改进,打破捕集、操纵的表面和身手瓶颈,加快低浓度排放源的低能耗、低本钱捕集身手研发。其次,二氧化碳化工转化操纵身手、生物操纵身手等症结身手有待打破。再次,CCUS财富发扬生态仍需完美。来日,跟着国度战略出力开释,我国将赓续效力构修低碳、零碳的CCUS财富链,连接改进和发扬合连战略、公法法则和贸易形式,国内CCUS身手运用商场、战略境况将连接完美,为CCUS财富发扬供应更多帮力。
对付CCUS,商场更眷注的合键是“用”。驱油后举办封存,是环球CCUS总的发扬趋向。我国CCUS正在驱油范畴发扬的潜力很大,一方面,含油气盆地拥有多个油气藏及大批的咸水层,是最有利的封存处所,开头评判拥有上万亿吨的封存潜力;另一方面,源-汇优化涉及社会经济、财富身手、天然境况和领土空间等多个因素,且碳源、碳汇拥有时空动态转化特点,须要从整体最优的角度展开源-汇般配。另表,我国含油气盆地散布范畴广,拥有很好的源-汇般配性,可能举办多倾向最优化源-汇般配。综上领悟,来日盘绕含油气盆地扶植多个驱油封存中央,造成捕集-输送-驱油封存操纵财富集群,打造区域零碳低碳基地,或将成为我国促进CCUS财富发扬眷注的首要对象之一。比方,以渤海湾盆地为中央,造成辐射京津冀的渤海湾盆地切切吨级CCUS项目群;以华东、江苏、上海等区域为中央,造发展三角切切吨级怒放式CCUS财富集群。中国石化正正在研商扶植含油气盆地驱油封存中央,促进造成捕集、输送、操纵、封存的财富集群。
身手上风:二氧化碳捕集身手以烟气为原料,采用化学汲取法,用有机胺汲取剂捕集此中的二氧化碳,有用途分了二氧化碳捕集高耗能、高投资和高运转本钱等题目,晋升了碳捕集身手的经济性,为电厂低碳化转型供应了支柱。
运用成就:自投产今后,该装配运转安定、能耗较低、工况调整范畴宽,产物德地太平。其二氧化碳捕集率大于90%,二氧化碳产物浓度大于99.95%,每吨二氧化碳再生热耗幼于2.35焦耳、汲取剂损耗幼于0.21千克,举座身手目标到达国际进步秤谌。
身手上风:二氧化碳矿化脱硫渣症结身手拥有创始性,将工业固废与二氧化碳举办矿化响应,不光达成了二氧化碳的高效封存,并且能将固废转化为有代价的碳酸盐产物,正在固碳功效、资源化操纵、境况与经济效益方面均有明显上风。
运用成就:装配72幼时相接运转结果显示,二氧化碳汲取转化率达90%、碳净封存率达75%,举座身手到达国际进步秤谌。该身手可为大型二氧化碳矿化脱硫渣装配策画、扶植和安然太平运转供应有力支柱。
身手上风:二氧化碳干重整身手以二氧化碳和焦炉煤气为原料,响应天生合成气直接用于还原铁,可处分直接还原铁装配的气源题目,同时也为二氧化碳化学转化操纵打下坚实底子。
运用成就:该装配得胜产出及格海绵铁产物,象征着环球首套以100%焦炉煤气为气源的氢基竖炉直接还原铁工艺达成贸易化运转,是我国绿色低碳冶金身手的宏大打破。