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陕西:2030年封存二氧化碳能力超过千万吨

二氧化碳捕集、利用与封存(以下简称CCUS)是国际公认的应对气候变化、实现大规模快速减排、迈向碳中和的关键技术路径。力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和,当我国去年首次宣布减排时间表时,国际社会普遍给予赞誉。西北大学目前建有CCUS领域唯一的国家级研发平台——二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心。同时,鄂尔多斯盆地(榆林)具有国内最好的二氧化碳封存地质条件和源汇匹配,是中国最有利且最成熟的CCUS设施建设地,陕西具有国内最完整的CCUS产业链和供应链——

2030年:封存二氧化碳能力超过千万吨

11月15日,马劲风(右一)和团队成员在实验室进行技术探讨。

“今年,我们计划招收100名左右碳中和方向的研究生,在校内遴选优秀导师,加大碳中和科研人才培养力度。”11月15日,西北大学党委常委、副校长常江告诉记者,这批研究生将是西北大学榆林碳中和学院的首批学生。

西北大学从2003年开始进行CCUS技术研究,组建了地质、化工、环境科学、生物、物理、信息、经济等多学科交叉融合的科研团队,在CCUS技术特别是地质封存方面具有深厚积淀,能够提供全面的技术方案。

除了科研攻关和人才培养,为推动CCUS创新链和产业链融合发展,在省委、省政府支持下,西北大学牵头组建了应对气候变化和碳捕集利用与封存产业技术协同创新中心,联合陕西省企业、科研院所在基础研究、技术攻关、工程应用、装备制造等方面共同发力,形成了“政产学研用”五位一体的协同创新模式。

占据天时地利人和,陕西有望为国家实现碳达峰、碳中和战略目标贡献更多智慧和力量。

陕西在CCUS领域处于国内领先水平

CCUS是通过物理、化学、生物等手段捕集大气圈中过量排放的二氧化碳,再通过化工、生物等手段最大限度循环利用后,将其注入地下封存,从而达到人工干预下碳循环平衡的一种负碳技术。

“打个比方,CCUS就像垃圾填埋一样,把二氧化碳‘抓’起来,并关到地下的‘笼子’里。”西北大学地质学系教授、二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心执行主任马劲风说。

近年来,马劲风团队与企业合作,已经完成了多个CCUS示范项目。2015年,西北大学牵头在延长石油所属靖边油田建成了国内第一个全流程CCUS示范项目,目前已具备了每年5万吨的二氧化碳封存能力,正重点开展封存效果监测研究。2015年6月,该项目成为国内第一个通过“碳收集领导人论坛(CSLF)”认证的低碳技术项目,后被列入《中美元首气候变化联合声明》。

马劲风介绍,团队正在联合中石油长庆油田、国家应对气候变化战略研究与国际合作中心等单位,筹划在定边姬塬油田建设“鄂尔多斯盆地二氧化碳捕集、利用与封存”重大科技基础设施。现在,定边姬塬油田已累计封存二氧化碳12万余吨,上述重大科技基础设施建成后,将具备百万吨级的封存能力。

除此之外,西北大学科研团队还承担了陕西省碳捕集、利用与封存技术运用和产业化发展研究、陕西省能源行业碳达峰方案编制、CCUS减排方法学研究等项目。

“目前,我国可再生能源无法提供大工业所需的强大电力,化石能源短期内难以被完全替代。在煤炭、石油要继续使用的情况下,必须发展CCUS技术,将大量排放的二氧化碳进行最大限度利用后永久封存,才能实现减排目标,确保原有传统能源化工产业链的延续。”马劲风说。

“揭榜挂帅” 整合全校资源开展CCUS研究

“全流程CCUS技术十分复杂,包括了二氧化碳捕集与装备、高压输送管道生产与研发、地质封存与高效驱油利用、地下监测和运移等多个方面。”常江说,“依托地质学这一优势学科,从2003年开始,西北大学集结了一批科研骨干和学术带头人,对着一个‘城墙口’冲锋,积累了丰硕的学术成果和丰富的工程经验。”

2016年9月,二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心在西北大学成立,这是国家发展改革委批准建设的国内第一个且是目前唯一的CCUS领域国家级平台。

“国家发展改革委对研究中心的定位是‘中国CCUS关键技术战略支撑和科研平台’。研究中心成立仅半年时,就承担了国家发展改革委应对气候变化司与亚洲开发银行‘关于支持中国大规模碳捕集、利用与封存示范’技术援助项目组件A部分的任务。”马劲风说。

除此之外,西北大学还提出了以预测二氧化碳地质封存状态、范围为目标,从地下深部3000米储层到地表的四维地球物理、地质与环境监测互相支撑和印证的技术,形成了确定二氧化碳注入前后赋存状态地球物理成像,评价储层封堵性、断层安全性技术方法及泄漏评价技术体系,被列入第一批国家重点推广的低碳技术目录。

2017年,西北大学成立了CCUS国家重大科技基础设施筹备工作领导小组,学校主要负责人牵头推进相关工作。“我们实施‘揭榜挂帅’制度,打破学科和院系壁垒,鼓励校内各专业的人才加入团队,负责细分领域的研发工作。”筹备办主任杨涛说。

西北大学还加强了人才培养和人才引进,只要是二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心需要的人才,都可以由相关院系对外引进,博士生招生计划也实施单列。2011年以来,西北大学多个院系已经有数十名CCUS领域的博士生、硕士生毕业。

促进“两链”融合 紧盯万亿市场

“二氧化碳地质封存受地质条件限制,只有具备特定大规模沉积盆地地质条件的地区才能开展。国际社会普遍认为鄂尔多斯盆地(榆林)是我国最有利且最成熟的CCUS设施建设地。”马劲风说。

一方面,此区域为全国能源化工基地,二氧化碳排放源高度集中,年排放量较高,二氧化碳运输距离短、成本低,方圆300公里范围内是全国规模最大的二氧化碳捕集区域。同时,陕西具有国内最完整的CCUS产业链和供应链,80%以上的材料、装备可以实现自主制造,具备最好的CCUS实施条件。

“陕西科教资源丰富,在CCUS产业链上的大部分关键领域均有相应的研发机构或企业,它们有能力开展创新研究。”马劲风说,“像产业链上的二氧化碳压缩机、注入泵领域,陕鼓集团优势明显,二氧化碳输送管道制造领域有宝鸡石油钢管公司,二氧化碳封存监测领域有中国石油测井公司,电厂捕集技术领域有西安热工研究院等。”

“我们将围绕陕西在二氧化碳捕集、利用、运输与地质封存上的科研及产业发展优势,以CCUS科技创新为驱动,推动CCUS创新链和产业链协同发展,为碳达峰、碳中和提供技术支撑。”杨涛说。

今年5月,西北大学与榆林市政府达成协议,共建西北大学榆林碳中和科创中心。双方将以平台搭建、项目研发、成果转化为载体,建设西北大学榆林碳中和学院,二氧化碳捕集、利用与封存重大科技基础设施科学研究中心,秦创原(榆林)碳中和产业创新谷及气候变化和地球科学博物馆。

杨涛介绍,在“减碳”成为硬约束的背景下,二氧化碳捕集和封存领域将形成一个万亿级的市场。陕西省“十四五”规划和今年的省政府工作报告均把建设二氧化碳捕集、利用与封存重大科技基础设施列入其中。

“我们将以西北大学榆林碳中和科创中心为依托,做好人才培养、科学研究、成果转化、产业带动等工作。希望在5年至10年内,助力陕西建成体系完整的CCUS产业集群与创新集群。2030年左右,力争年封存二氧化碳能力超过千万吨,为我国实现碳中和目标贡献西大智慧、陕西力量。” 西北大学校长郭立宏说。

来源:陕西日报  责任编辑:石进玉

(原标题:陕西:2030年封存二氧化碳能力超过千万吨)