石化行业推进碳达峰碳中和技术进展与案例分享

随着“双碳”目标提出，中国的CCUS产业正在加速发展。据有关研究机构统计数据显示，截至2021年底，中国已投运或建设中的CCUS示范项目约为40个，捕集能力300万吨/年。但是，在缺乏方法学和交易机制的情况下，CCUS项目的经济性难以实现，大规模商业化应用面临挑战。

 一、我国CCUS技术和项目进展情况

近年来，我国CCUS技术和项目稳步发展，但是相较于庞大的碳排放总量，CCUS项目规模还比较小，部分关键核心技术与国际先进水平相比存在一定差距，特别是成本很高，限制了大规模商业化应用。相较而言，欧美国家对CCUS项目的政策支持力度持续加大。2021年1月，美国发布碳捕集与封存税收优惠政策，即45Q条款最终法规,明确私人资本有机会获得抵免资格，极大地鼓励了商业CCUS项目实施。2022年8月，美国出台的通胀削减法案（IRA）中，进一步提高了对CCUS项目的政策支持力度。建议将CCUS项目尽快纳入我国自愿减排机制。

一是完善相关配套机制，逐步打造全国统一的CCER市场，充分激发企业开展自愿减排项目的积极性、主动性、创造性，降低控排企业碳市场的履约成本。

二是研究并发布CCUS方法学，从国家层面组织开展CCUS方法学研究，或对企业开展的方法学研究进行认定并尽快发布，推动CCUS项目获得碳减排量，提升项目经济性，推动CCUS项目规模化效益化发展。

三是参考国际经验出台支持政策，加快完善CCUS行业规范、制度法规框架体系以及技术规范，出台CCUS量化核证国家标准，并参考国际经验，探索制定面向碳中和目标的CCUS税收优惠和补贴激励等支持政策。

二、石化行业积极稳妥推进碳达峰碳中和

开发“低碳零碳”成套技术，推进碳达峰碳中和。中国石化碳科公司整合纳入优势资源，将重点开展技术研发、碳资产管理运营、项目股权投资等业务，面向国内外碳产业市场提供综合解决方案。

2022年9月22日，我国首个碳全产业链科技公司——中石化碳产业科技股份有限公司在江苏南京正式揭牌成立。中石化碳科公司注册资本25亿元人民币，由中国石化股份公司、南化公司、石油工程建设公司等公司参股，其中中国石化股份公司占股46%，南化公司占股34%。通过建立碳产业技术研发中心，掌握一批国际领先的核心技术，同时投资一批碳捕集和利用项目、打造一个碳产业数字化平台，力争成为“科技+数字+资本”融合发展的“专精特新”示范企业。

开展环境治理与碳减排协同技术的研发、创新与应用。运用系统性思维，采用碳捕集、利用与封存（CCUS）技术、绿电供给与电化学反应路线、绿氢供给与氢集成、节能减碳与碳集成、化石基向生物基转型，削减存量、严控增量。推行清洁生产，通过源头削减、过程控制、末端治理，实现节能降耗减污降碳协同增效。一是能源节约化—提高设备效率、推广装置间直供料、余热余压回收利用、高效保温保冷；二是能量电气化—蒸汽驱动机组改电驱、电伴热、电加热，甚至电裂解炉；三是氢气绿色化—逐步用电解水绿氢、副产蓝氢等全部替代煤炭、重油、石脑油和气制氢；四是废料资源化—研发反应残渣综合利用技术，加大污水回用、固废综合利用、废气回收力度，发展绿色低碳循环经济，如高标准建设“无废集团”。五是二氧化碳捕集利用。开展中高浓度碳源二氧化碳捕集，同时加大低浓度碳源低成本高效捕集技术研发示范（例如齐鲁石化作用国内首个百万吨级 CCUS 示范项目投产运行）。二氧化碳主要利用途径包括用于油田驱油埋存，作为尿素、甲醇等化工原料，外售制作干冰等。

开展大气、水污染物排放，固体废物处置与温室气体协同减排。氢气绿色化—逐步用电解水绿氢、副产蓝氢等全部替代煤炭、重油、石脑油和气制氢。

三、中国石化碳达峰碳中和技术进展与案例分享

2022年,中国石化发布了《绿色低碳发展白皮书》，这是继 2012年发布《环境保护白皮书》后，再次对公司绿色低碳发展工作进行全面总结和系统规划，在习近平生态文明思想的科学指引下，10 年来中国石化在生态保护、资源节约、碳排放管理等方面都取得了积极成效，绿色低碳发展走在行业前列，清洁低碳能源体系构建取得重大成效，碳达峰取得重要进展。

中国石化制定实施绿色洁净发展战略，全面优化调整产业和能源结构，持续推进能效提升计划、绿色企业行动，加大推进碳减排力度，积极开展CCUS（二氧化碳捕集、利用与封存）全链条工程示范，2022年4月，齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS示范项目正式建成投产，为国家推进 CCUS 规模化发展提供了应用案例。大力开发氢能，2021年，建成加氢站74座，投运54座，启动建设全球在建的最大光伏绿氢生产项目—库车绿氢示范项目，投产后年产绿氢可达2万吨，贯通风光发电、绿电输送、绿电制氢、氢气储存、氢气输运、绿氢炼化等绿氢生产利用全流程。积极推进充换电站、光伏电站建设，已建成充换电站1000座，其中，充电站935座、换电站65座，采用“自发自用、余电上网”模式，在江苏、海南、广东、广西、云南等地建成分布式光伏发电站点1000座。加快实施打造“中国第一氢能公司”目标，中国石化燕山石化、天津石化、齐鲁石化、青岛炼化、高桥石化、上海石化、广州石化、海南炼化及茂名石化在全国先后建成9个氢燃料电池供氢中心，引领我国氢能产业链高质量发展。进一步提升了公司绿色低碳发展水平。

（一）CCUS项目优秀工程案例

2022年8月29日，中国石化宣布，我国最大的碳捕集利用与封存全产业链示范基地、国内首个百万吨级CCUS项目——“齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目”正式注气运行，标志着我国CCUS产业开始进入技术示范中后段——成熟的商业化运营。该项目每年可减排二氧化碳100万吨，相当于植树近900万棵，对搭建“人工碳循环”模式具有重要意义，将为我国大规模开展CCUS项目建设提供更丰富的工程实践经验和技术数据，有效助力我国实现“双碳”目标。

CCUS可以实现石油增产和碳减排双赢，是化石能源低碳高效开发的新兴技术。碳捕集、利用与封存简称CCUS，即把生产过程中排放的二氧化碳进行捕集提纯，继而投入新的生产过程进行再利用和封存。齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目由齐鲁石化捕集提供二氧化碳，将其运送至胜利油田进行驱油封存，实现了二氧化碳捕集、驱油与封存一体化应用。该项目覆盖特低渗透油藏储量2500多万吨，共部署73口注入井，预计15年累计注入1000余万吨，增油近300万吨，采收率提高12%以上。

我国二氧化碳地质封存的潜力巨大，而且具备大规模捕集利用与封存的工程能力。实践证明，发展CCUS可以较大幅度提高低品位资源开发利用率，对保障国家能源安全提供支撑。

中国石化持续进行科研攻关，推动我国CCUS产业发展。碳捕集环节，实现全部设备国产化。齐鲁石化的碳源来自公司第二化肥厂煤气化装置，该装置排放的二氧化碳尾气属于优质的二氧化碳资源，排放量大且性能稳定，纯度高达90%。齐鲁石化通过液化提纯技术，回收煤气化装置尾气中的二氧化碳，更加节能、成本更低，且碳捕集端全部装置均实现国产化。同时，该CCUS项目采用多项绿色技术，降低装置运行能耗，减少碳排放。

在碳利用与封存环节，中国石化拥有多项核心技术。CCUS项目要提高封存率和采收率，全过程密闭是核心。在注入端，针对液态二氧化碳易气化外排及多井同时注入计量分配难度大的难题，胜利油田攻关研发全密闭高效注入技术，形成了具有完全自主知识产权的注入系列装备，破解了“零排放、低温计量、分压分注”等核心技术难题；在采出端，创新实施采出气液全程密闭集输与处理工艺，采出气分水后输送至回注站直接增压回注至地层进行二次驱油与封存，确保“油不落地、水不外排、气不上天”。胜利油田形成了“二氧化碳高压混相驱”核心技术并取得矿场应用突破，已在20个区块累计注入二氧化碳64万吨，封存50多万吨，增油10多万吨。

在输送环节，即将实现国内首次二氧化碳长距离超临界压力管输。目前，齐鲁石化捕集的二氧化碳采用陆上车辆运输方式，送至胜利油田进行驱油封存。根据中国石化的规划，预计到今年年底，齐鲁石化至胜利油田的百公里二氧化碳输送管道投产，届时将在国内首次实现二氧化碳长距离超临界压力管输，真正做到制、输、用全过程、全密闭。

“十四五”时期，中国石化将研究建立碳捕集利用与封存技术研发中心，重点部署CCUS+风光电、CCUS+氢能、CCUS+生物质能等前沿和储备性技术攻关，加大二氧化碳制备高价值化学品、如二氧化碳与绿氢制甲醇等示范技术应用力度，突破碳捕集、输送、利用、封存等各环节核心技术和关键设备难题，建成“技术开发—工程示范—产业化”的二氧化碳利用技术创新体系，延展清洁固碳产业链，打造碳减排技术创新策源地。中国石化将依托胜利发电厂、南化公司等企业产生的二氧化碳，力争在所属胜利油田、江苏油田等再建设2个百万吨级CCUS示范基地，实现CCUS产业化发展。

（二）开发化石基向生物基转型技术优秀案例

2022年是我国生物航煤开启规模化生产和应用的“元年”。2022年12月19日，中国内地使用可持续航空燃料的商业货运航班完成首飞。该航班使用的是中国石化镇海炼化生产的生物航煤，这是我国航空物流绿色发展上的重要实践与突破，为航空物流业深入推广可持续航空燃料应用奠定了基础。

镇海炼化中国第一套生物航煤工业装置首次产出的生物航煤，经过馏程、冰点、金属含量等16项关键参数分析确认合格，这标志着中国生物航煤向大规模生产及商业化应用迈出了坚实的一步。与普通的矿物航煤不同，此次镇海炼化完成规模化试生产的生物航煤，其原料是餐饮废油等可再生资源，也就是人们常说的“地沟油”。从原先遭废弃的“地沟油”，到专供航空公司使用的生物航煤，它已踏上了一条变废为宝的逆袭之路。

镇海炼化充分发挥中国生物航煤工业装置的产业带动作用，推动生物航煤规模化生产。在首批发往空客（中国）天津总装制造基地的基础上，相继在国内航线及国际货运航线投用，实现从制造基地到商业飞行、从客运航空到货运航空、从国内航线到国际航线的三层跨越，标志着我国自主研发生物航煤从规模化生产走向规模化应用，产业链得到空前拓展和延伸。

多年来，中国石化一直积极践行绿色低碳发展战略。2009年，中国石化石科院成功开发出具有自主知识产权的生物航煤生产技术，利用中国石化镇海炼化下属生产基地改造建成一套生物航煤试验装置，推动生物航煤在2013年、2015年、2017年相继完成首次试飞、首次商飞和首次跨洋飞行，中国成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家。2022年5月，10万吨/年生物航煤工业装置在镇海炼化进行首批规模化试生产，并获全球RSB生物质可持续航空燃料认证证书。

中国石化将继续在全国乃至全球范围内推动生物航煤全产业链的完善，引领带动全产业链向绿色低碳转型。

                                                        中国石化九江石化公司 唐安中供稿

                                                                                 二0二三年四月五日