技术革新让“废气”变废为宝 减碳效益更加凸显

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二氧化碳是主要的温室气体之一,对气候和环境有很大的影响。二氧化碳捕集、利用与封存技术是近年来备受瞩目的一项减碳技术,即把生产过程中排放的二氧化碳捕集提纯,继而投入新的生产过程再利用、封存,可直接减少二氧化碳排放,也被形象地称为“碳捕手”。“碳捕手”如何捕捉二氧化碳?捕捉之后的二氧化碳又去了哪里,如何被利用?

在陕西延长石油榆林煤化公司,刚刚被捕集并液化的二氧化碳正被注入运输槽车,随后要送往150公里外的采油厂,通过注气井口注入到深约1300米以下的地下油层,从而被永久地封存起来。这就是英文缩写为CCUS的二氧化碳捕集、利用与封存技术,也是公认的实现化石能源低碳化利用的最有效手段之一。

陕北地区有大量的油气和煤化工企业,碳排放源十分集中,也成为CCUS项目较多的地区。煤化工企业往往需要大量的氢气作为原料气体,但生成氢气的同时会产生二氧化碳,二者比例几乎是1:1,这也就是煤化工企业成为碳排放“大户”的主要原因。有了“碳捕手”,就能有效解决这一问题。二氧化碳是如何捕集的?以这家企业为例,化工流程里有一个净化装置,在这个装置里,通过特定的技术工艺,先将工业废气中的二氧化碳溶解、解析出来。

在现代化的煤化工企业,这一系列复杂的化工流程都是在封闭的锅炉和管道内进行的,完全不用人工介入,工程师们只需通过中央控制室的一块块屏幕,24小时监测设备运转就可以了。目前,榆林煤化公司已建成投产年30万吨二氧化碳捕集装置。以一棵树每年吸收二氧化碳18.3公斤计算,该装置相当于1640万棵树1年所能吸收的二氧化碳量。

“碳捕手”如何将二氧化碳变废为宝?

CCUS是二氧化碳捕集、利用与封存技术,是我国减少二氧化碳排放的重要战略储备技术。加快推进CCUS技术应用和产业链发展,是能源行业实现“双碳”目标的现实需要和重要路径。捕集并制成液态二氧化碳只是CCUS的第一步,接下来,这些煤化工企业所产生的“废气”,将在采油厂发挥意想不到的作用。

陕甘宁盆地,在地质学上又被称为鄂尔多斯盆地,蕴藏着丰富的煤炭和油气资源。然而,这里地下油层渗透性差、地层压力较小,很多油田钻井之后,油往往无法自然流出,以往大多需要通过注水的方式,来达到驱油效果,但这样既增加了开采成本,又要消耗大量水资源。如今,通过技术攻关,将液态二氧化碳注入到采油厂进行驱油,就巧妙地解决了这个难题。

在延安的一处采油厂,记者看到,零下20℃的液态二氧化碳被注入油井,低温让管道阀门外侧常年处于结冰状态。目前,这里已经投运了年10万吨二氧化碳驱油和封存项目。为确保安全和封存效果,工程师每天都会对来自空中、地面及地下的监测数据进行分析。而少数随着石油一起采出的二氧化碳,还会通过循环利用系统重新注入地下。

技术革新让减碳有了全新路径,而陕北地区富集的能源化工企业,更让CCUS具备了商业化的价值。从二氧化碳的捕集地到利用、封存点不到200公里,这极大降低了运输成本,也让减碳效益更加凸显。

随着CCUS不断成熟,目前,陕北地区已建成投产各类示范项目近10个。仅上半年,陕西全省捕集二氧化碳近55万吨,其中,驱油利用20万吨、转化利用35万吨,相当于3000万棵树1年所能吸收的二氧化碳量,减碳效益初显。