能源知识

牛宝体育官方网站关于能源领域的这一新概念你知道吗?

2024-05-12 10:40:39
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  为应对气候变化,遏制全球变暖,世界各国陆续提出了碳中和目标,并设计了实现碳中和的路径。传统化石能源行业如何实现绿色低碳发展,成为亟待解决的问题。今年3月,全国“两会”期间,中国石油集团董事长、党组书记戴厚良,联合中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院教授张来斌、中国石油大学(北京)石油工程学院教授李根生共同提出《关于加强能源超级盆地建设的建议》。他们建议,立足我国实际,加快建设能源超级盆地,探索“化石能源与新能源”融合发展模式。

  能源超级盆地源于传统的超级含油气盆地概念,是随着绿色低碳发展的需求越来越紧迫应运而生的新概念。2022年7月,能源咨询公司伍德麦肯兹在研究报告中指出,能源超级盆地必须具备3个条件:拥有丰富的油气资源、可获得低成本的可再生能源、具备规模化的碳捕获和储存(CCS)能力。今年2月,中国科学院院士邹才能首次给出碳中和“能源超级盆地”可量化评价的定义:发育纵向多套叠置的油气储层和咸水层,原始石油地质储量规模超100亿吨、剩余地质储量超50亿吨,原始天然气地质储量规模超10万亿立方米、剩余地质储量超5万亿立方米,年产油气当量超5000万吨,原始煤炭资源量超1万亿吨、年产煤炭能力超10亿吨,太阳光年辐射总量超4000兆焦耳/平方米、年有效利用时间超1200小时,风功率密度超150瓦/平方米、年利用时间超2000小时,CCUS/CCS源汇匹配俱佳,二氧化碳封存潜力超100亿吨,地热资源量折合标准煤超100亿吨,管网体系发达、日供气量超1亿立方米,储备系统初具规模、有效库容超100亿立方米的盆地。

  与超级含油气盆地一样,能源超级盆地也是指一个特定的地质区域,这一区域不仅油气煤炭等传统化石能源、风光电等新能源资源非常丰富、生产供给能力强,而且可再生资源成本低。另外,还具备规模化的储能(包括储气库)、储碳(CCUS/CCS)能力,基础设施和管网系统相对完备。因此,能源超级盆地将成为全球清洁能源供应的重要基地。

  当前,全球能源体系正在从以化石能源为主转向“煤炭、油气、光伏、风能”等多元化利用。建设能源超级盆地,就是要建设一套超级大型的多能互补、综合能源供给体系。对于我国而言,由于原油和天然气高度依赖进口,通过建设这套多元化的能源供给体系,实现传统能源、新能源,供给能力、存储能力等方面的高效匹配,从能源的源头实现多元化供给、清洁化利用,对保障国家能源安全、实现“双碳”目标意义重大。

  对传统能源行业而言,能源超级盆地是石油、天然气和煤炭等化石能源的重要供应基地,这有助于保持化石能源开采与冶炼的优势牛宝体育官方网站,稳定传统能源市场的供应和需求。与长距离电力传输相比,靠近油气产区的绿电设施损耗低、价格便宜,可以有效提升原油生产脱碳方案的竞争力,为化石能源低碳利用提供有力支撑。

  建设能源超级盆地是推动可再生能源产业发展、实现规模利用的重要方向。当前,随着技术持续升级,风电、光电、地热等新能源开发成本持续降低。以鄂尔多斯盆地为例,宁东地区太阳能发电、储能技术等新能源技术产业规模大,创新技术研发实力雄厚,光伏发电产业化程度高,一千瓦时电的成本可低至0.2元以下。然而,由于风速、太阳辐射量和降水量等不稳定因素,可再生能源供应存在较动性。在能源超级盆地系统中,这个问题可以得到有效解决。当可再生能源供大于求时,地下储层可作为储氢田、储能田,实现多元化、低成本高效存储;当可再生能源供不应求时,地下储层可作为储碳田、供能田,保障低成本、绿色低碳能源持续稳定供给。

  传统的火电、水泥、钢铁、炼化等行业具有碳排放规模大、浓度低、碳源稳定性差等特点,规模化捕集二氧化碳的能耗高、成本高、风险大。要在有限时间内实现碳中和,就必须依靠CCUS/CCS等技术。但是,要想打通CCUS/CCS全产业链各环节,还需解决全产业链上不同行业之间的利益分配问题,以及不同省份、企业之间高效整合优势资源与技术成果的问题。通过建设能源超级盆地,形成一盘棋思维、一体化运行,更容易形成合力,打破行业壁垒,既可以解决盆地自身的碳中和问题,还可以利用盆地咸水层封存能力强的特点,为碳排放企业提供封存服务,实现产业化。

  目前,全球范围内能源超级盆地尚处于企业自行谋划建设阶段,没有成熟的案例。但是,从上世纪50年代起,将原油开采和CCUS/CCS结合的二氧化碳驱油提高采收率(CCS-EOR)技术就开始了探索试验。数据显示,截至2023年7月,全球运行、建设、规划及计划中的各类CCUS商业项目达392个,预计年捕集规模可达3.61亿吨。41个运行项目的年总捕集规模4900万吨,其中捕集二氧化碳用于CCS-EOR的项目为29个。

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  值得注意的是,我国在这一领域做了诸多探索。2022年全球新增的4个CCS-EOR运行项目中有2个来自我国,2023年新增的3个运行项目全部来自我国。我国CCUS产业处于由试验向规模化示范、产业化发展的关键期,已具备百万吨级碳捕集和注入能力,并正在启动千万吨级项目。截至2023年底,中国石油的二氧化碳驱累计注入量已达722万吨,约占全国的70%。

  在CCUS/CCS与新能源技术协同开发方面,国内外石油公司正在进行实践探索。壳牌规划的欧洲西北部工业集群项目,采用CCS结合可再生能源模式,利用风光等可再生能源为氢能项目提供电力,氢能项目再与炼油厂、化工园区、钢铁厂、水泥厂等耦合,捕集相关项目难以减排的二氧化碳,运输到附近海域进行封存或地质利用,实现深度脱碳。在我国,吉林油田是最早进行CCS-EOR技术探索的油田。近年来,吉林油田把油气与新能源融合发展作为绿色低碳转型的重要举措,发展出“CCUS+新能源自消纳+集约化建井+智能化管控”的模式,生产的绿电可以满足平台用电需求,生产出国内第一桶零碳原油,累计埋存二氧化碳超300万吨。

  能源超级盆地建设是一个复杂的系统工程,仅靠个别企业自发组织协调建设,难以满足发展诉求,无法实现能源超级盆地的最大优势——协同。我国鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾等盆地,一定程度上具备建设能源超级盆地的潜力,建设能源超级盆地具有广阔前景。

  首先,要立足能源超级盆地特点与主要作用,做好盆地范围内化石能源、新能源、碳存储空间3类资源的系统评估、优劣分类与区域划分,为综合高效利用奠定资源基础。

  其次,要抓好顶层设计,做好整体规划部署。国家相关部委需牵头组织,会同地方政府、能源企业,制定能源超级盆地整体规划部署方案,落实优惠政策、提供资金支持,鼓励企业加大对能源超级盆地建设的投入。

  再次,要成立产业联盟,推动示范工程建设。通过产业联盟或创新联合体对接能源超级盆地发展规划,针对区域内不同类型的能源特点,补充完善相关产业,协同推进全产业链一体化利用示范工程建设。

  最后,要加大科技创新力度,提升绿色能源价值。整合各企业、科研机构优势力量,把提高能源开采效率、利用效率和降低碳排放量作为重要指标,充分结合大数据、云计算、物联网等新一代信息技术,围绕多能互补高效供给模式、智能预警机制等关键技术开展攻关。同时,要加大能源超级盆地区域内的市场监管力度,把绿色低碳、环境保护摆在最重要位置,提升绿色能源的产品价值,确保能源超级盆地的建设成果得到有效保护。

   传统超级含油气盆地普遍定义为多套油气层叠置、原始油气可采储量规模超过13.6亿吨油当量、剩余可采储量超过6.8亿吨油当量,基础设施相对完备的盆地。目前,全球共有超级含油气盆地44个,其石油和天然气产量占全球总产量的90%以上。

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   未来能源超级盆地将拥有丰富的油气资源,可获得低成本新能源,具备规模化碳捕集和储存(CCS)能力。

   伍德麦肯兹根据清洁能源的可用性和CCS潜力,将传统超级含油气盆地划分为具有强大的可再生能源和CCS潜力的顶级能源超级盆地、具有良好的可再生能源或CCS潜力的可能能源超级盆地,以及缺乏强大可再生能源和CCS潜力的处于不利地位的传统超级含油气盆地。

   打造世界级碳中和能源超级盆地是一个具有代表性的方向与模式,强调新型能源体系是以“新能源、新电力、新储能、新智能”的“四新”为技术主导的绿色智慧能源体系。

   能源超级盆地理念与模式,伴随地下煤炭、石油、天然气、地热、伴生矿产与地上风能、光能融合协同开发利用,盆地区域内能源生产利用、二氧化碳利用与封存达到“净零排放”,盆地区域系统内基本实现碳中和,将对全球“碳中和”背景下的能源革命具有重大意义。

  鄂尔多斯盆地内化石能源和可再生能源资源丰富、二氧化碳源汇匹配优势显著,具备建设成为能源超级盆地的资源基础。

   鄂尔多斯盆地位于我国内陆腹地和陆上丝绸之路经济带主干道,是西气东输等能源主干线交会地,也是落实国家黄河流域生态保护和高质量发展战略的主阵地,区位优势突出。

  本文原载于2024年5月7日《中国石油报》5版,原标题为《能源超级盆地将为传统能源体系带来重大变革》

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