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“打好勘探开发进攻战 保障国家能源安全”系列报道 新能源篇

澎湃绿色低碳发展“新”动能

  编者按:2018年7月,习近平总书记作出“大力提升国内油气勘探开发力度,努力保障国家能源安全”的重要指示批示。5年来,中国石油深入贯彻落实习近平总书记重要指示批示精神,在油、气、新能源和工程技术方面付出艰辛努力,取得了优异的成绩。中国石油报特别推出“打好勘探开发进攻战,保障国家能源安全”系列报道,展示中国石油保障国家能源安全、勇当能源保供“顶梁柱”的生产实践,并邀请行业专家学者共同探讨未来如何更高水平履行好保障国家能源安全的使命任务。今日刊发“新能源篇”,敬请关注。

  河西走廊,玉门油田200兆瓦光伏发电项目现场,鳞次栉比的太阳能光伏面板,宛若一片蓝色的海洋;

  黄土高原,长庆油田采油五厂黄3区CCUS国家示范工程现场,二氧化碳被源源不断地注入地层,唤醒沉睡的滚滚油流;

  京畿大地,华北油田北京中深层地热供暖示范项目施工人员奋战正酣,中油热1井持续向目标层挺进。

  近年来,中国石油深入贯彻落实习近平总书记重要指示批示精神,在持续加大油气勘探开发力度的同时,加快推进能源绿色低碳转型,大力发展新能源新材料新事业,全面向“油气热电氢”综合性能源公司转型,澎湃绿色低碳发展“新”动能。

  强化顶层设计

  加快绿色低碳发展转型步伐

  “双碳”目标下,能源行业向绿色低碳转型是大势所趋,转型越早、越快,越能争取到战略主动。作为国有重要骨干企业,中国石油立足油气业务基础,持续探索绿色发展的新路径。

  2021年,中国石油将绿色低碳纳入集团公司发展战略,制定了“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署,发挥上下游全产业链优势,部署以京津冀地热供暖示范基地、玉门清洁转型示范基地等为代表的“六大基地、五大工程”绿色产业格局,指引石油巨舰稳健驶向“油气热电氢”协同发展的新“蓝海”。

  伴随着战略方向调整而来的是业务板块、组织机构的优化和完善。

  从优化调整四大业务板块,将新能源摆在与油气业务同等重要的位置发展,到上游16家油气田企业全部成立新能源事业部,专题推进新能源业务发展;从成立昆仑资本,聚焦战略性新兴产业和前沿技术投资,到成立上海、深圳、迪拜、东京4家新能源新材料研究院,专注传统油气和新能源新材料领域关键核心技术研发……在集团公司党组的领导下,中国石油新能源业务发展底盘更稳、动能愈劲。

  推动融合发展

  擘画能源高效供给新图景

  习近平总书记强调:“能源保障和安全事关国计民生,是须臾不可忽视的‘国之大者’。”保障国家能源安全,关键在于多打能源“粮食”。油气是能源,新能源也是能源。中国石油在持续推进油气增储上产的同时,把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置,加快推进油气产业与新能源融合发展。

  在供能端,中国石油充分利用资源、人才和产业链优势,加快建设风光发电项目,全面推进地热清洁供暖工程,稳步推进氢能产业布局,“油气热电氢”多元化能源供给版图持续扩大。

  从玉门油田的光伏“蓝海”到大庆油田的星火水面光伏示范项目,从吉林油田迎风矗立的“大风车”到塔克拉玛干沙漠腹地的零碳公路,从吐哈油田建设的新疆首个源网荷储一体化项目到华北油田创建的首个分布式智能电网……中国石油清洁电力业务应用场景不断拓展,装机规模跨越式提升,带动新能源业务全面提速、多点开花。截至2022年,中国石油风光发电装机规模超140万千瓦,累计建成地热供暖面积近2500万平方米,新能源开发利用能力达到800万吨标煤/年,清洁能源供应能力持续提升。

  在用能端,中国石油坚持“节能就是第一能源”的理念,持续推进生产用能清洁替代,全力降低油气生产过程中的能源消耗,以能源绿色低碳生产助推能源供给,加快实现质量和效率双提升。

  在负碳产业方面,中国石油持续推进以松辽盆地300万吨CCUS示范工程为代表的“四大六小”CCUS产业格局,做强“碳捕手”,助力碳中和。截至2022年,中国石油CCUS项目二氧化碳年注入能力突破110万吨,累计埋存二氧化碳超550万吨,相当于植树5000万棵,累计增油130万吨。

  深化产业链协同

  打造综合能源服务新形象

  在政策和市场的推动下,我国新能源行业发展日新月异,呈现出百花齐放的态势。油气企业发展新能源业务,既要发挥自身优势,又要增强支撑长远发展的“内功”,不断扩大多元合作的“朋友圈”。

  中国石油充分利用上下游产业一体化协同的优势,不断拓展能源低碳转型、融合发展的新场景。

  吉林油田和吉林石化将二氧化碳变废为宝,共同推进CCUS-EOR项目建设,打造低碳发展的“吉林模式”,实现减碳和驱油的双向奔赴。北京销售公司携手华北石化、运输公司,实现氢能在京商业化运营,为首都新能源发展作出新贡献。

  同时,中国石油加大在新能源领域的科技攻关力度,加快推进新能源装备研发制造。从勘探院新能源团队助力点燃冬奥会历史上首支绿氢火炬,到利用现有天然气管道实现长距离输送氢气技术的突破,再到宝石机械1200立方米碱性水制氢电解槽顺利下线……中国石油新能源技术攻关能力和装备制造水平稳步提升。

  中国石油还持续强化合资合作,积极构建新能源业务良好产业生态。2022年,集团公司分别与国家电网、中车、华电、北京城市副中心等签署战略合作协议,携手中国石化、上汽集团等公司发力新能源换电市场,新能源发展的“朋友圈”越来越广。(记者 陈钦强)

  数说

大庆油田星火水面光伏示范工程

  清洁电力

  截至2022年,中国石油新能源开发利用能力达到800万吨标煤/年,风光发电装机规模超140万千瓦。

冀东油田在柳赞油区开发的地热井

  地热供暖

  中国石油积极打造京津冀地热供暖示范基地。截至2022年,累计建成地热供暖面积近2500万平方米。

长庆油田黄3区CCUS国家示范工程

  CCUS

  截至2022年,中国石油CCUS项目二氧化碳年注入能力突破110万吨,累计埋存二氧化碳超550万吨,累计增油130万吨。

北京销售公司金龙综合能源服务站

  人·车·生活生态圈

  截至2023年6月底,中国石油累计建成充电站和换电站共532座、加氢站15座、综合能源服务站43座。(数据来源:油气和新能源分公司、销售分公司

  业内声音

  加快油气与新能源融合发展势在必行

  依托油区及周边资源,以油气产业为基础加强新能源开发利用,整体推动资源枯竭型油气田企业向新能源等战略性新兴产业转型发展,着力构建绿色产业结构和低碳能源供应体系,加快向“油气热电氢”综合性能源公司和“油气电氢非”综合能源服务商转型,持续提升油气净贡献率和综合能源供应保障能力。

  规划总院发展战略研究所(新能源发展研究中心)副所长 岳小文

  在应对气候变化的大背景下,我国能源行业肩负着双重使命,既要满足全社会能源消费持续增长的刚性需求,又要加快能源清洁转型,助力我国实现“双碳”目标。我国在碳达峰碳中和“1+N”政策系列中也明确要求,油气企业要统筹好油气供应安全和绿色低碳协调发展,形成“稳油增气,与新能源融合发展”的新格局。

  油气开采行业必然要面对资源枯竭的问题。部分老油田在为国家油气供应保障作出巨大历史贡献后,已经整体或逐步进入开发后期,面临油气资源接替不足、稳产难度大、生产成本高等难题。依托油区及周边资源,以油气产业为基础加强新能源开发利用,整体推动资源枯竭型油气田企业向新能源等战略性新兴产业转型发展,是推动油气田企业绿色低碳转型升级、实现可持续高质量发展的迫切需要。

  面对新形势新要求,中国石油坚定落实国家“四个革命、一个合作”能源安全新战略,将绿色低碳纳入公司发展战略体系,制定了“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署,着力构建绿色产业结构和低碳能源供应体系,加快向“油气热电氢”综合性能源公司和“油气电氢非”综合能源服务商转型,持续提升油气净贡献率和综合能源供应保障能力。

  油气是能源,新能源也是能源。中国石油在不断探索新的发展路径。

  一是认真落实国家能源局《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案(2023—2025年)》要求,大力推动油气与新能源全面协同融合发展,推进油气田节能扩绿,在油气矿区及周边地区发展风电、光伏发电,以及地热、余热、光热利用项目,实施油气勘探开发用能的清洁电力和热力替代,构建低碳油气生产体系;推动油气生产与新能源开发利用同步建产,以低成本绿电支撑开展化学驱、二氧化碳吞吐等三次采油开发试验,提高油气采收率,以新能源发展支撑油气供给增长;加快用能终端设备电气化改造,大力推进压缩机电代气、钻机电代油,以提升电气化率和绿电消纳能力。

  二是大力发展新能源产业,推动从单一油气业务向“油气、地热、风光发电、气电、绿氢、储能”等多元供能转型升级,依托油气产业链综合优势,重点在地热、清洁电力、氢能等领域发力,发挥天然气和气电联营对新能源发展的关键支撑作用,通过优化天然气产供储销格局,以“风光气氢储”发展模式积极参与沙戈荒新能源大基地建设,支撑高比例新能源大基地电力外送。

  三是积极发展负碳产业,利用在二氧化碳驱油与埋存理论和实验评价、油藏工程、注采工程等方面已形成的成套技术,加快CCUS/CCS的产业化发展,在增加油气供应、减少油气行业自身碳排放的同时,为煤电、煤化工行业提供减排解决方案,降低社会碳减排成本,助力碳中和目标的实现。

  “双碳”目标下CCUS产业发展未来可期

  我国CCUS-EOR矿场试验虽然已取得了重大突破,正处于工业化示范和规模产业应用阶段,但在捕集、输送、驱油与埋存等各环节还需要进一步攻关完善。在实现CCUS-EOR产业规模发展的同时,仍需推进CCUS-EOR全产业链相关企业的协同发展,为实现“双碳”目标提供有力保障。

  勘探开发研究院提高采收率研究中心副主任 高明

  勘探开发研究院CCUS研究中心工程师 王明远

  控制碳排放已形成国际社会共识。二氧化碳捕集、驱油与埋存(CCUS-EOR)是目前最为现实有效可行的二氧化碳减排技术,通过捕集—输送—驱油—埋存,形成潜力巨大的新型产业链价值链和产业集群,可有效支撑化石能源企业绿色低碳发展,为企业能源转型和国家实现“双碳”目标作出重大贡献。

  在国家有利政策推动下,2035年我国CCUS-EOR产业年注入二氧化碳规模将达3000万吨级,年产油规模将达1000万吨级,相当于新建设了一个辽河油田,并可消纳减排20余个大型炼化企业的年碳排放量。预计到2050年,驱油埋存CCUS-EOR和咸水层埋存CCS协同发展,年注入二氧化碳规模将达亿吨级,将对实现碳中和目标作出贡献。同时,将形成数个千万吨级大型CCUS产业化基地和产业集群,经济规模将达万亿元级,新型碳产业发展前景十分广阔。

  我国CCUS-EOR矿场试验虽然取得了重大突破,正处于工业化示范和规模产业应用阶段,但在捕集、输送、驱油与埋存等各环节还需要进一步攻关完善。

  在捕集方面,要加快构建覆盖高、中、低浓度不同分压的二氧化碳捕集技术体系,实现不同工业气源大规模、价廉、稳定的二氧化碳捕集。在输送方面,根据源汇匹配情况,加快布局二氧化碳长输管网建设,实现二氧化碳长距离大规模低成本安全管道输送。在驱油方面,创新研发改善二氧化碳与原油混相能力、大孔隙体积倍数二氧化碳注入驱油、多级调驱扩大二氧化碳波及体积、分层二氧化碳注入等技术,形成混相、近混相、非混相高效驱油技术系列。将常规低渗透油藏和大面积低含油饱和度的油水过渡带等不同类型油藏统筹起来考虑,构建针对不同类型油藏特点的二氧化碳提高采收率技术系列。在二氧化碳埋存监测方面,优化组合二氧化碳埋存安全监测方法,形成“地下+地表+空间”的一体化监测方法与监测评价流程。

  在实现CCUS-EOR产业规模发展的同时,推进CCUS-EOR全产业链相关企业协同发展。加强油气田企业和炼化、煤电、煤化工等碳排放企业的合作,形成优势互补的CCUS产业创新联合体和产业集群,加快推动全产业链规模效益协同发展。同时,加强气藏开发利用(CCUS-EGR)、化工利用、生物利用,以及CCS等减碳技术的攻关,带动规模化应用,为实现“双碳”目标提供强有力的技术支撑。我国推出的碳交易平台、出台的“1+N”政策体系,都对CCUS项目实施具有积极的推动作用,将有利于碳驱油减排与低品位边际储量开发、CCUS全产业链发展,提高企业规模化实施CCUS的积极性和主动性。

  企业实践

  玉门油田向“阳”而生 “碳”路向前

  截至7月中旬,玉门油田清洁电力装机规模达到50万千瓦以上,对外清洁能源供应能力达10亿千瓦时/年(折合21万吨标油),位居集团公司16家油气田企业第一。

  玉门油田经过80多年的发展进入了开发后期,资源品位变差,剩余可采储量越来越少。油田未来发展的出路在哪儿?2019年,玉门油田按照中国石油集团“积极稳妥发展新能源业务,率先做到不消耗化石类能源”的要求,2020年通过了油田第一个新能源业务发展规划。

  玉门油田充分利用河西走廊丰富的风、光等自然资源的优势,抓住国家全力推动以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风光电基地建设,甘肃省启动新一轮清洁能源基地建设的机遇,制定了“油气并举、多能驱动”的发展战略,确立了绿色低碳转型“三步走”发展路径。2021年,集团公司将玉门清洁转型示范基地列为集团公司“十四五”新能源业务“六大基地”之一,甘肃省也将玉门油田确立为全省氢能产业链链主企业。

  玉门油田紧密对接集团公司新能源发展整体战略布局,紧跟上游新能源业务发展进展,2021年11月,在《玉门油田清洁转型示范建设基地》规划中,明确了基地建设将重点围绕电、氢两条产业链,发展七大业务、打造“一地三中心”。

  自2020年新能源业务发展以来,玉门油田已先后建成投运石油沟887千瓦分布式光伏发电试点项目、200兆瓦光伏发电及配套储能项目、300兆瓦集中式光伏发电站、肃州区整县推进5兆瓦分布式光伏电站4个新能源项目。目前,油田清洁电力装机规模达到50万千瓦以上。在此基础上,玉门油田积极开辟新领域。2022年,国家电网系统外首家新能源计量中心——国家能源计量中心(电力)酒泉新能源分中心落户玉门油田,这为打造新能源综合研发实证中心搭建了平台。2022年9月25日,玉门油田建成投运600兆瓦/年光伏支架智能生产线,迈出了新能源装备制造中心建设第一步。

  为加快实现能源转型,玉门油田充分利用玉门炼油厂产氢的优势,不断延伸新能源产业链,在制氢、输氢等领域实现零的突破。2022年,玉门油田建成投运了集氢气压缩、装车系统和储氢设施于一体的氢气加注站、甘肃省首条中长距离输氢管道。目前,已累计销售氢气达150多万标准立方米。今年7月,可再生能源制氢示范项目一期工程开工建设,规模为30兆瓦光伏+4台1000标准立方米碱性电解水制氢装置,年产绿氢将达2100吨,成为集团公司首个落地实施的光伏制氢示范项目。

  玉门油田把新能源业务作为发展接续力量的主产业,截至目前,已建光伏项目创效达4500万元,为油田实现盈利贡献了“新”力量。未来,玉门油田将继续推进600万千瓦沙戈荒大型风电光伏基地项目,加快建设可再生能源制氢项目、新能源计量中心,新能源产业发展前景将更为广阔。(记者 周蕊 许盛洁)

  吉林油田化“气”为宝 点“碳”成金

  截至7月21日,在长岭气田大开发的15年时间里,吉林油田累计注入二氧化碳293万吨,相当于植树2637万棵。2019年至2021年,吉林油田年均二氧化碳注入量达到26.2万吨。2022年开始,吉林油田不断提升技术手段,二氧化碳埋存量有了跨越式提升,年均注气量提高37%。

  CCUS涉及能源开发与环境保护两大领域,既可大幅提高原油采收率,又能安全高效地埋存二氧化碳,实现减碳目标。从世界各国实施的减排举措看,CCUS占比近14%,前景广阔。

  吉林油田长岭气田生产的天然气二氧化碳含量高,为开展CCUS项目提供了得天独厚的条件。5年来,吉林油田依托自主研发的CCUS全链条新装备、新产品、新工艺、新工具,实现了CCUS国产关键设备从无到有的跨越;在我国率先走通了二氧化碳捕集输送、集输处理和循环注入全流程,建成了我国唯一的CCUS全流程国家级示范工程,并成为亚洲最大的提高采收率(EOR)项目,为我国碳减排闯出了一条新路。

  随着开采年限的延长,传统的二次采油已不能满足生产需要。吉林油田依靠CCUS项目积极转型,建成了我国碳封存量最大的CCUS示范工程——吉林大情字井油田CCUS示范工程,目前年封存二氧化碳能力达2亿立方米,累计封存二氧化碳达12.5亿立方米,相当于植树近2100万棵,充分发挥了CCUS在实现“双碳”目标中的兜底作用。同时,这个工程还充分证实了二氧化碳驱的驱油作用,可大幅提高采收率25个百分点。目前,大情字井CCUS示范区已累计增油32万吨,相当于发现了一个年产150万吨的新油田,并带动中国石油67.5亿吨储量高效开发,为“端牢能源饭碗”奠定了坚实基础。

  技术的迭代升级是吉林油田CCUS取得长足进步的重要依据。5年来,吉林油田丰富发展了二氧化碳埋存与驱油一体化开发与全过程调控理论体系,持续深化“稳压促混、气水交替、措施引效、化学调剖”的调控方法。经矿场试验证实,可提高石油采收率25个百分点。吉林油田完善升级了CCUS-EOR全流程降本增效关键技术,在国内首创连续油管低成本注气完井工艺,探索定型高气液比油井高效采出与循环回注技术。这些新技术可降低成本30%以上,推动了CCUS提质增效和效益发展。同时,这个油田创新建立了CCUS-EOR集约化开发、新能源融合、橇装化注入、智能化管控新模式,建成了国内最大的16口井无人值守注气大平台。

  未来,吉林油田将不断加大CCUS埋存与驱油力度,力争“十四五”末实现高质量可持续绿色发展。(记者 王珊珊 通讯员 安宁)

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