探索“減碳—儲能—發(fā)電”協(xié)同新模式

　　近日，由中國石油天然氣集團有限公司勘探開發(fā)研究院申報的“工業(yè)廢氣地下自分離碳封存協(xié)同氣體儲能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。

　　傳統(tǒng)CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)是在地面進行碳捕集利用與封存，而UCCUS則是在地下(Underground Carbon Capture，Utilization and Storage)進行碳捕集利用與封存，即向地下注入低濃度二氧化碳，采用地下自分離進行碳捕集。該項目旨在打造基于地下碳捕集工藝的“減碳—儲能—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——儲能減碳相隔兩“地”

　　在“雙碳”目標下，減碳和儲能制約著我國能源轉(zhuǎn)型進程。目前我國百萬噸級別的減排規(guī)模距離2030年億噸級和2060年20億噸級減碳規(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，因其二氧化碳濃度低，需先在地面進行碳捕集之后，再注入地下進行碳封存，成本高、效益低。

　　從產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析來看，碳封存、減碳在地下進行，新能源、儲能在地上進行，地上、地下相隔兩“地”，二者協(xié)同性較弱。減碳生產(chǎn)線上沒有儲能、儲能生產(chǎn)線上沒有減碳，同一生產(chǎn)線上沒有減碳+儲能的一體化解決方案成為產(chǎn)業(yè)空白點。

　　尋找創(chuàng)新點——CCUS逐一提升整體突破

　　項目團隊逐一提升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S的安全性，團隊首次提出UCCUS Energy流程再造理念，對傳統(tǒng)CCUS產(chǎn)業(yè)鏈進行創(chuàng)新升級。

　　第一，地下碳捕集替代地面碳捕集降低成本。項目團隊發(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?，大幅降低了成本，減輕企業(yè)碳捕集環(huán)節(jié)經(jīng)濟壓力。

　　第二，地下儲能與綠色電能生產(chǎn)提升綠色能源占比。研究團隊通過“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”三大技術環(huán)節(jié)，將不穩(wěn)定的風光電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的綠色電能，實現(xiàn)了儲能與減碳的協(xié)同。

　　第三，動態(tài)密封技術保障安全性。研究團隊開發(fā)了蓋層、斷層和井筒“三位一體”動態(tài)密封技術，解決了地下空間的安全性問題，確保碳封存和儲能過程的長期穩(wěn)定性。

　　通過上述三項創(chuàng)新，該技術不僅顯著提升能源綠色占比，更為長時儲能開辟新途徑，打破減碳與儲能長期分離的僵局。

　　尋找銜接點——產(chǎn)學研用優(yōu)勢互補

　　該項目存在產(chǎn)業(yè)鏈條長、專業(yè)跨度大的卡點堵點，對此，中國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)學研用”優(yōu)勢互補，進行聯(lián)合研發(fā)。中國石油科技管理部負責頂層設計、產(chǎn)業(yè)引領，把“實驗室”“專利群”建在“應用場”“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)保院負責地下地面協(xié)同攻關、創(chuàng)新技術；昆侖資本、新能源事業(yè)部負責產(chǎn)業(yè)需求引導、盈利模式構(gòu)建，大港、西南、華北等油氣田企業(yè)負責編制試驗方案、加速場景應用，推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新直接深度融合。

　　目前，UCCUS Energy技術方案已經(jīng)完成了現(xiàn)場仿真試驗，局部技術環(huán)節(jié)已經(jīng)成功實施。實驗室和礦場數(shù)據(jù)及經(jīng)濟評價結(jié)果證實，該方案技術可行度高、商業(yè)價值高。由該成果支撐的“地下空間利用的點石成金之術”項目在500多個國際項目中脫穎而出，榮獲2024年度金磚國家解決方案獎一等獎。

　　未來，項目團隊將用好各項扶持政策，探索便于成果轉(zhuǎn)化和市場運作的多方協(xié)作機制，加快現(xiàn)場試驗，推動技術盡快落地。