当前,在“双碳”目标牵引下,我国绿色低碳转型步伐加快,节能降碳成效持续显现,但受产业结构与能源消费总量等因素影响,二氧化碳排放规模仍处高位。
如何在保障能源安全与经济稳定运行的同时实现深度减排,成为推进高质量发展的重要课题。
碳捕集、利用与封存(CCUS)被普遍认为是钢铁、水泥、化工、电力等难以完全通过电气化或工艺替代实现零排放行业的重要技术路径之一,而长距离、低成本、可持续的二氧化碳输送体系则是CCUS由示范走向规模化的关键环节。
从现实需求看,我国碳源与碳汇在空间上存在明显错位:碳排放主要集中在中东部及沿海地区,而适宜的封存与利用区域多分布于松辽、环渤海湾、准噶尔等盆地及相关油气田区域。
源汇不匹配导致跨区域运输需求强、线路长、成本高,若主要依赖车辆或短距离管道转运,难以支撑大规模应用。
与此同时,我国长输管道里程长、网络化程度高,部分原油管道因市场变化等原因出现停输或阶段性闲置,蕴含较大的基础设施再利用潜力。
如何将这些“存量资源”转化为绿色转型的“增量支撑”,成为工程与管理层面共同面对的新课题。
在此背景下,国家管网集团组织开展国内首个长输管道改输二氧化碳现场试验并于2月5日顺利完成,标志着我国在存量长输管道资源化利用方面实现从理论研究迈向工程实践的关键一步。
试验依托集团所属停输原油管道,通过适应性评价与安全改造,二氧化碳经21公里停输管道和6公里新建高压柔性复合管,安全输送至中原油田实施驱油与封存,完成从管道改输到下游驱油封存的一体化、闭环式全流程验证。
相关成果填补了我国长输管道改输二氧化碳的技术空白,形成了一套可复制、可推广的改输方案与评估流程。
从原因分析看,改输二氧化碳对材料、工况与运行管理提出更高要求。
二氧化碳在高压条件下可能呈现不同相态特征,对管道密封、耐腐蚀、压力控制、监测预警与应急处置等提出系统性挑战;同时,停输管道历史工况复杂,需通过检测评估明确管体状态、风险点与改造边界。
此次试验之所以具有代表性,在于其将“适应性评价—安全改造—稳定输送—末端利用与封存”贯通起来,以工程验证方式回答“能不能改、怎么改、改到什么程度、如何安全运行”等核心问题,为后续跨区域二氧化碳运输网络建设提供了路径参考。
从影响层面看,利用既有长输管道改造输送二氧化碳,可在投资、工期与环境扰动方面体现综合优势。
与新建管道相比,依托存量管道改造有望降低基础设施投资约40%至80%,并可缩短建设周期20%至60%,在一定程度上减少沿线征地协调、施工扰动与生态影响。
更重要的是,改输模式有利于盘活存量资产、提升管网利用效率,缓解CCUS源汇匹配不均衡带来的跨区域运输成本压力,增强项目全生命周期经济性,从而提高企业与地方推进CCUS的可行性与积极性。
对油气田而言,二氧化碳驱油与封存一体化应用可在提升采收率的同时实现封存增汇,为传统能源产业绿色转型提供新的结合点。
面向下一步,对策上需要从标准体系、工程能力和产业协同三方面同步发力。
一是完善二氧化碳管输的安全技术标准与评价规范,围绕材质适配、腐蚀控制、相态管理、计量计费、监测预警、完整性管理等关键环节建立统一规则,提升不同区域、不同类型管道改输的可比性与可复制性。
二是强化全生命周期安全管理与数字化能力建设,推动在线监测、智能巡检、风险分级管控与应急联动机制落地,确保在复杂工况与长距离运行条件下的本质安全。
三是健全“捕集—运输—利用与封存”全链条协同机制,推动产排放企业、管网运营方、油气田及相关地方政府形成稳定的商业模式与利益分配机制,提升项目融资与持续运营能力,避免出现“有捕集无去处、有封存无来气”的结构性瓶颈。
从前景判断看,随着我国深度减排任务推进,二氧化碳跨区域输送需求将持续增长,管网化、规模化将成为提升CCUS整体效率的重要方向。
此次现场试验验证了利用停输原油管道改输二氧化碳的工程可行性与路径方法,为后续在更多区域复制推广奠定基础。
可以预期,在政策引导、技术迭代与商业模式逐步成熟的共同作用下,存量长输管道的绿色再利用有望成为我国建设二氧化碳输送网络的重要抓手,带动CCUS从点状示范走向区域集群化发展,并在保障能源安全、推动传统产业升级与实现减排目标之间形成更稳固的支撑关系。
这次试验的成功标志着我国在CCUS领域实现了从跟跑到并跑的转变。
它充分体现了在新发展理念指引下,通过科技创新和资源优化配置,既能实现经济效益,又能推进生态文明建设的发展道路。
随着更多类似项目的推进,我国有望加快建立起经济、安全、高效的长距离二氧化碳输送体系,为如期实现"双碳"目标提供有力支撑。