中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：探索“減碳—儲(chǔ)能—發(fā)電”協(xié)同新模式
近日，由中國(guó)石油（601857）天然氣集團(tuán)有限公司勘探開發(fā)研究院申報(bào)的“工業(yè)廢氣地下自分離碳封存協(xié)同氣體儲(chǔ)能UCCUS系統(tǒng)”榮獲第四屆中央企業(yè)熠星創(chuàng)新創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng)。
傳統(tǒng)CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)是在地面進(jìn)行碳捕集利用與封存，而UCCUS則是在地下(Underground Carbon Capture，Utilization and Storage)進(jìn)行碳捕集利用與封存，即向地下注入低濃度二氧化碳，采用地下自分離進(jìn)行碳捕集。該項(xiàng)目旨在打造基于地下碳捕集工藝的“減碳—儲(chǔ)能—發(fā)電”協(xié)同新模式，因地制宜培育綠色發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，有望為能源企業(yè)開辟新航道。
尋找空白點(diǎn)——儲(chǔ)能減碳相隔兩“地”
在“雙碳”目標(biāo)下，減碳和儲(chǔ)能制約著我國(guó)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。目前我國(guó)百萬噸級(jí)別的減排規(guī)模距離2030年億噸級(jí)和2060年20億噸級(jí)減碳規(guī)模的需求仍有很大差距，碳減排壓力巨大。而在處理工業(yè)廢氣中的二氧化碳時(shí)，因其二氧化碳濃度低，需先在地面進(jìn)行碳捕集之后，再注入地下進(jìn)行碳封存，成本高、效益低。
從產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析來看，碳封存、減碳在地下進(jìn)行，新能源、儲(chǔ)能在地上進(jìn)行，地上、地下相隔兩“地”，二者協(xié)同性較弱。減碳生產(chǎn)線上沒有儲(chǔ)能、儲(chǔ)能生產(chǎn)線上沒有減碳，同一生產(chǎn)線上沒有減碳+儲(chǔ)能的一體化解決方案成為產(chǎn)業(yè)空白點(diǎn)。
尋找創(chuàng)新點(diǎn)——CCUS逐一提升整體突破
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)逐一提升CCUS產(chǎn)業(yè)流程鏈條上不同環(huán)節(jié)的效益，圍繞降低CC的成本、提升U的綠色含量、增強(qiáng)S的安全性，團(tuán)隊(duì)首次提出UCCUS Energy流程再造理念，對(duì)傳統(tǒng)CCUS產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)。
第一，地下碳捕集替代地面碳捕集降低成本。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，地下咸水層具有天然的二氧化碳吸收能力，可替代昂貴的地面碳捕集設(shè)施。他們利用地下空間的分子篩功能和封閉作用，將地面碳捕集轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵绿疾都蠓档土顺杀?，減輕企業(yè)碳捕集環(huán)節(jié)經(jīng)濟(jì)壓力。
第二，地下儲(chǔ)能與綠色電能生產(chǎn)提升綠色能源占比。研究團(tuán)隊(duì)通過“低濃碳源混合氣注入—地下多組分氣聚變能—壓差發(fā)電資源化利用”三大技術(shù)環(huán)節(jié)，將不穩(wěn)定的風(fēng)光電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的綠色電能，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能與減碳的協(xié)同。
第三，動(dòng)態(tài)密封技術(shù)保障安全性。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了蓋層、斷層和井筒“三位一體”動(dòng)態(tài)密封技術(shù)，解決了地下空間的安全性問題，確保碳封存和儲(chǔ)能過程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
通過上述三項(xiàng)創(chuàng)新，該技術(shù)不僅顯著提升能源綠色占比，更為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能開辟新途徑，打破減碳與儲(chǔ)能長(zhǎng)期分離的僵局。
尋找銜接點(diǎn)——產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
該項(xiàng)目存在產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)、專業(yè)跨度大的卡點(diǎn)堵點(diǎn)，對(duì)此，中國(guó)石油勘探院與新能源事業(yè)部、昆侖資本、油氣田企業(yè)、安全環(huán)保院等單位一起，發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)。中國(guó)石油科技管理部負(fù)責(zé)頂層設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)，把“實(shí)驗(yàn)室”“專利群”建在“應(yīng)用場(chǎng)”“產(chǎn)業(yè)鏈”上，消除科技與產(chǎn)業(yè)相差的“最后一公里”；勘探院、安全環(huán)保院負(fù)責(zé)地下地面協(xié)同攻關(guān)、創(chuàng)新技術(shù)；昆侖資本、新能源事業(yè)部負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)需求引導(dǎo)、盈利模式構(gòu)建，大港、西南、華北等油氣田企業(yè)負(fù)責(zé)編制試驗(yàn)方案、加速場(chǎng)景應(yīng)用，推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新直接深度融合。
目前，UCCUS Energy技術(shù)方案已經(jīng)完成了現(xiàn)場(chǎng)仿真試驗(yàn)，局部技術(shù)環(huán)節(jié)已經(jīng)成功實(shí)施。實(shí)驗(yàn)室和礦場(chǎng)數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果證實(shí)，該方案技術(shù)可行度高、商業(yè)價(jià)值高。由該成果支撐的“地下空間利用的點(diǎn)石成金之術(shù)”項(xiàng)目在500多個(gè)國(guó)際項(xiàng)目中脫穎而出，榮獲2024年度金磚國(guó)家解決方案獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
未來，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將用好各項(xiàng)扶持政策，探索便于成果轉(zhuǎn)化和市場(chǎng)運(yùn)作的多方協(xié)作機(jī)制，加快現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，推動(dòng)技術(shù)盡快落地。
