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二氧化碳是主要的溫室氣體之一,對氣候和環(huán)境有很大的影響。二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)是近年來備受矚目的一項減碳技術(shù),即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳捕集提純,繼而投入新的生產(chǎn)過程再利用、封存,可直接減少二氧化碳排放,也被形象地稱為“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?

在陜西延長石油榆林煤化公司,剛剛被捕集并液化的二氧化碳正被注入運輸槽車,隨后要送往150公里外的采油廠,通過注氣井口注入到深約1300米以下的地下油層,從而被永久地封存起來。這就是英文縮寫為CCUS的二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù),也是公認的實現(xiàn)化石能源低碳化利用的最有效手段之一。

陜北地區(qū)有大量的油氣和煤化工企業(yè),碳排放源十分集中,也成為CCUS項目較多的地區(qū)。煤化工企業(yè)往往需要大量的氫氣作為原料氣體,但生成氫氣的同時會產(chǎn)生二氧化碳,二者比例幾乎是1:1,這也就是煤化工企業(yè)成為碳排放“大戶”的主要原因。有了“碳捕手”,就能有效解決這一問題。二氧化碳是如何捕集的?以這家企業(yè)為例,化工流程里有一個凈化裝置,在這個裝置里,通過特定的技術(shù)工藝,先將工業(yè)廢氣中的二氧化碳溶解、解析出來。

在現(xiàn)代化的煤化工企業(yè),這一系列復(fù)雜的化工流程都是在封閉的鍋爐和管道內(nèi)進行的,完全不用人工介入,工程師們只需通過中央控制室的一塊塊屏幕,24小時監(jiān)測設(shè)備運轉(zhuǎn)就可以了。目前,榆林煤化公司已建成投產(chǎn)年30萬噸二氧化碳捕集裝置。以一棵樹每年吸收二氧化碳18.3公斤計算,該裝置相當于1640萬棵樹1年所能吸收的二氧化碳量。

“碳捕手”如何將二氧化碳變廢為寶?

CCUS是二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù),是我國減少二氧化碳排放的重要戰(zhàn)略儲備技術(shù)。加快推進CCUS技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,是能源行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的現(xiàn)實需要和重要路徑。捕集并制成液態(tài)二氧化碳只是CCUS的第一步,接下來,這些煤化工企業(yè)所產(chǎn)生的“廢氣”,將在采油廠發(fā)揮意想不到的作用。

陜甘寧盆地,在地質(zhì)學上又被稱為鄂爾多斯盆地,蘊藏著豐富的煤炭和油氣資源。然而,這里地下油層滲透性差、地層壓力較小,很多油田鉆井之后,油往往無法自然流出,以往大多需要通過注水的方式,來達到驅(qū)油效果,但這樣既增加了開采成本,又要消耗大量水資源。如今,通過技術(shù)攻關(guān),將液態(tài)二氧化碳注入到采油廠進行驅(qū)油,就巧妙地解決了這個難題。

在延安的一處采油廠,記者看到,零下20℃的液態(tài)二氧化碳被注入油井,低溫讓管道閥門外側(cè)常年處于結(jié)冰狀態(tài)。目前,這里已經(jīng)投運了年10萬噸二氧化碳驅(qū)油和封存項目。為確保安全和封存效果,工程師每天都會對來自空中、地面及地下的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。而少數(shù)隨著石油一起采出的二氧化碳,還會通過循環(huán)利用系統(tǒng)重新注入地下。

技術(shù)革新讓減碳有了全新路徑,而陜北地區(qū)富集的能源化工企業(yè),更讓CCUS具備了商業(yè)化的價值。從二氧化碳的捕集地到利用、封存點不到200公里,這極大降低了運輸成本,也讓減碳效益更加凸顯。

隨著CCUS不斷成熟,目前,陜北地區(qū)已建成投產(chǎn)各類示范項目近10個。僅上半年,陜西全省捕集二氧化碳近55萬噸,其中,驅(qū)油利用20萬噸、轉(zhuǎn)化利用35萬噸,相當于3000萬棵樹1年所能吸收的二氧化碳量,減碳效益初顯。