名家评论 | 马劲风：推动规模化碳捕集利用与封存的经验与教训

（来源：中国节能协会碳中和专业委员会）

CCUS（碳捕集、利用与封存）技术是实现碳中和的关键减排技术，其作用可能远大于清洁能源，只有建成规模化CCUS项目，才能实现规模化减排。目前规模化CCUS遇到许多挑战，成功建成的商业案例还不多。本文系统介绍了国内CCUS项目发展现状、规模化实践及其存在的问题，结合国外项目经验教训，为CCUS项目突破规模化技术瓶颈提供参考。

一

国内大规模CCUS项目现状

中国CCUS项目主要集中在鄂尔多斯盆地，其中鄂尔多斯盆地的项目在榆林市最为密集，主要包括：华能龙东正宁电厂150万吨/年煤电CCUS项目、中石油长庆油田3个百万吨级CCUS工业化项目等。

图1. 陕西省榆林市CCS/CCUS项目现状

二

规模化CCUS存在的问题

目前CCUS的规模较小无法实现大规模稳定减排，方法学、政策激励也不足，要实现规模化CCUS仍存在许多问题：一是煤电捕集CO2成本较高，油田驱油无法带来经济效益；二是驱油和封存效率低，CO2-EOR混相/非混相效率不高而无法盈利；三是油田项目无井口回收回注装置，注气的同时生产井存在泄漏，部分具有回收回注装置的项目由于运行成本高而不运行，导致CO2-EOR项目不减排；四是榆林市、宁东等CO2捕集源和油田的距离较远，即便是低成本的煤化工CO2捕集，运输成本仍然很高。CO2捕集项目主要集中在榆林东边的神木，但容易做驱油封存的油田项目距离较远——长庆油田的项目位于西部定边、延长油田位于南部安塞。罐车长途运输CO2成本高且规模小，难以达到50万吨、100万吨的规模；且CO2输送管道建设成本高，目前仅胜利油田建成了百公里高压常温密相输送管道；五是由于无法提供完整的MRV报告，减排量难被认可，目前项目层面只有胜利油田CCUS/靖边CCS获得CSLF认证；六是跨境（省）运输与封存CO2存在补贴归属、本地减排核算等问题，相邻区块碳封存项目注入的CO2易汇合、重叠，监测核算难度大。

值得关注的是当前含油气盆地规模化CCUS项目布局推进受限，空间资源和地质条件矛盾突出。一方面，利用咸水层在排放源集中的地区就近封存可以减少管道运输成本，解决捕集源到油田距离较远的运输成本问题，然而沉积盆地大部分属于油田或煤矿矿区，地下空间权利不明确，导致矿产压覆问题而无法钻井；另一方面，适宜开展CO2咸水层封存的地点少，尽管榆林市的咸水层砂体分布较广，但土地保护、水源地、森林地和农田规划区域限制了咸水层封存的开展。

此外，咸水层在沉积盆地与油气田的空间重叠呈现“双刃剑”效应。一方面，过去油气田研究积累的资料为后续盐水层包括对地质结构、储层评价提供支撑和便利；另一方面，油气田密集的生产井和废弃井筒在提高砂体的分布研究精度的同时，也成为CO2封存的潜在风险源。

三

国际CCS/CCUS项目实施的经验教训

国际CCUS项目实施过程中暴露出许多问题值得借鉴学习。目前CO2捕集企业处于被动地位，煤电企业的减排属于强制性，但是CO2驱油封存企业对CO2的需求是随油价和CO2-EOR（二氧化碳驱提高石油采收率）效果而变化的。加拿大萨省电力边界坝电厂100万吨/年CO2捕集项目就因捕集装置设备运行不稳定、检修频繁，CO2供应不足，延误提供Cenovus石油公司CO2而被迫支付巨额罚款。CO2管道运输不兼容、容量不足，也是一个关键问题。例如边界坝电厂提供给加拿大Weyburn驱油封存项目的CO2属于工业级纯度，与来自美国美国北达科他州煤气化厂通过管道输送的95.9%纯度的煤化工捕集CO2纯度不同，导致电厂额外建设平行的CO2输送管道而大幅增加CCUS项目的成本。目前国际上CO2注入与封存能力与预期相差较远。澳洲400万吨/年规模的Gorgon项目就因忽视管道中微量的水分造成输送管道和井筒腐蚀，储层压力和对砂岩胶结物的溶蚀问题降低灌注能力，导致封存能力只有220万吨/年。储层难以注入或注入封存能力与预期不符也会带来实施困境。例如日本苫小牧项目因深部的注入层为玄武岩地层，玄武岩层内孔隙不连通无法注入和封存，而浅层砂岩的注入能力好但封存潜力较小。此外，监测井腐蚀会导致泄露问题，例如美国伊利诺伊州咸水层封存项目因两个监测井腐蚀导致泄露而陷入争议。有研究发现CO2还向上泄漏可能会影响饮水层，带来民众对健康的担忧，民众呼吁形成法律禁止在饮水区域进行碳捕集工程，美国环保署（EPA）因此向该项目的Archer Daniels Midland（ADM）公司发出了最终命令，要求其履行安全饮用水法规定的义务。2025年伊利诺伊州长普利兹克（JB Pritzker）签署了穆罕默德含水层保护法案（参议院法案1723）成为法律，这也将导致未来能开展CCUS项目的区域更加受限。

图2. ADM公司CO2咸水层封存项目监测井腐蚀导致泄漏

CCUS项目监测技术实施仍存在局限。多种监测技术可能出现结果不一致，部分技术存在有效性问题，难以互相印证。数据处理和标定困难，方法、监测公司的不同带来油藏数值模拟和地震监测等数据的差异；Weyburn项目注入前的取心与测井井位与地震监测区外，无法有效标定地震监测资料。鄂尔多斯盆地等地由于煤矿开采，出现地表塌陷等变化影响监测系统，难以确保施工现场一致性。多套CO2封存地层并存时，监测技术难以区分各层CO2储量与分布。

四

展望

CCUS是实现碳中和的重要技术，我国项目仍然存在捕集成本高、选址难、监测规范性差等问题，国外项目也暴露出规划不周全、技术适配性差等教训。未来需结合国内外经验，优化成本控制、完善监测体系、明确地下孔隙空间权利，同时防范泄漏等风险，才能推动CCUS项目规模化、稳定化发展，助力碳中和目标实现。

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