氣候變化事關(guān)全人類社會的可持續(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)，被國際上廣泛認為是應(yīng)對全球氣候變化、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，因為蘊含巨大的市場潛力而成為國際上競相發(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”，將榆林靖邊的該項目明確列入中美氣候合作示范項目。特此，我們在西北大學(xué)地質(zhì)系采訪了國家863計劃“二氧化碳地質(zhì)封存關(guān)鍵技術(shù)”課題負責(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)對全球氣候變化與挑戰(zhàn)作出的貢獻。
抓住“碳”利用“碳”
二氧化碳是工業(yè)化進程的另一面劍刃，被公認為是導(dǎo)致全球氣溫升高的罪魁禍首。二氧化碳的獨特性能，又給了科技手段“利用”它的機會。
二氧化碳易于達到超臨界狀態(tài)，處于超臨界狀態(tài)時，具有較大的溶解能力。二氧化碳溶于原油時，原油體積膨脹，流動性、流變性及油藏性質(zhì)也會得到改善。因此，運用一定的技術(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)油對資源的浪費和對環(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，這會造成淡水資源浪費，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)和陜西延長石油集團共同承擔(dān)的國家863計劃“二氧化碳地質(zhì)封存關(guān)鍵技術(shù)”課題正式立項。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、運輸、利用、封存等一系列技術(shù)難題，建成了國內(nèi)首個全流程二氧化碳捕集、利用與封存示范項目。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，采用4.3萬噸二氧化碳代替水進行驅(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周邊環(huán)境的污染也隨之減少。
該項目技術(shù)的示范，標志著我省在全國首次掌握CCUS全流程技術(shù)，不僅對我國鄂爾多斯盆地低孔、低滲儲層原油生產(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，保護生態(tài)環(huán)境，實現(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目”順利通過“碳收集國家領(lǐng)導(dǎo)人論壇（CSLF）”國際認證組織的答辯，成為國際認證的全流程二氧化碳捕集、封存項目。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證的第一個相關(guān)項目，標志著我國擁有在全世界實施該項目的“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)項目的評審工作，為全球“應(yīng)對氣候變化”戰(zhàn)略貢獻力量。
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)對環(huán)境壓力和碳排放壓力的主要對策之一。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，尤其對低滲、特低滲透油藏，可以明顯提高原油采收率。據(jù)統(tǒng)計，按照石油行業(yè)的估算，在我國采收率每提高1%，可增加可采儲量近2億噸。馬勁風(fēng)教授介紹，以靖邊開展的該項目提高采收率5%計算，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量。僅僅這一項技術(shù)，就可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
同時，CCUS是國際公認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/噸的減排成本計算，則未來全球有4320億美元的市場規(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效益，還有更大的經(jīng)濟效益。
此外，CCUS的產(chǎn)業(yè)鏈包含捕集、運輸、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)展機會。馬勁風(fēng)教授認為，該技術(shù)的推廣，將帶動和培育CCUS項目產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，成為新的經(jīng)濟增長點，進而推動地方經(jīng)濟轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展。
陜西將大有可為
在我省的經(jīng)濟結(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)濟發(fā)展急需低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。開展應(yīng)對氣候變化是我省實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需要和歷史機遇。
資源優(yōu)勢和科技優(yōu)勢使我省成為國內(nèi)開展CCUS的最佳場所。實踐經(jīng)驗表明，二氧化碳的捕集、運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，作為科技大省與全國首批低碳試點省，我省在這一領(lǐng)域具有領(lǐng)先的科技優(yōu)勢。
高校與科研院所也提供了充分的科研儲備。西北大學(xué)是國內(nèi)唯一參加過國際著名的加拿大Weyburn碳捕集與封存項目的大學(xué)，積累了豐富的技術(shù)與經(jīng)驗。目前，國際正在制定的CCUS國際ISO標準，依據(jù)正是在Weyburn項目基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。為了充分發(fā)揮地域和學(xué)科優(yōu)勢，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，整體推進應(yīng)對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)對氣候變化基地，助力我省在應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略中作出更大成績。
據(jù)了解，我省正在積極進行碳核查相關(guān)工作，為我國承諾的2017年實現(xiàn)碳交易做準備。隨著CCUS項目的推廣，我省在應(yīng)對氣候變化與挑戰(zhàn)中將邁出堅實的步伐。
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年將啟動國家碳總量控制與交易，旨在建立所謂的碳排放交易市場。這將會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）
