大慶油田新能源產業(yè)發(fā)展對策探討

汪艷勇，彭會君，龐志慶，周福慶，惠永慶

中國石油大慶油田有限責任公司

0 引言

目前，大慶油田是中國最大的油氣生產企業(yè)。截至2021年底，累計生產原油23.7×108t，生產天然氣1 320×108m3，上繳稅費及資金2.9×1012元，為維護國家能源安全和支持國民經濟發(fā)展做出了重要貢獻。隨著油田開發(fā)時間的延長，優(yōu)質油氣資源越來越少、開采程度越來越高，勘探和開發(fā)的難度持續(xù)加大，大慶油田面臨經濟效益下滑、高質量發(fā)展難、可持續(xù)發(fā)展難等突出問題，迫切需要培育新興接替產業(yè)［1］。

近 10年來，新能源呈現加速發(fā)展趨勢，2019年全球能源總消費為144×108t油當量，石油、煤炭、天然氣和新能源消費量占比分別為33%、27%、24%和16%，與2010年相比，新能源所占比例提高了9倍，可見新能源在能源結構中的地位和作用越來越大［2］。

2021年9月，國務院發(fā)布《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（簡稱意見），明確了實現“碳達峰、碳中和”的總體要求、主要目標和具體措施。意見中提出，要積極發(fā)展新能源，開展可再生能源的全面替代行動，重點發(fā)展風能、太陽能、生物質能、地熱能等，不斷提升非化石能源的消費比例［3］。大慶油田在新能源發(fā)展方面具備很多優(yōu)勢，但也存在關鍵技術較薄弱、人才儲備不充分、項目建設進度慢、管理機制不完善、扶持政策較缺乏等劣勢，機遇與挑戰(zhàn)并存。本文以大慶油田為例，開展新能源產業(yè)發(fā)展對策研究，對于油田新能源產業(yè)發(fā)展、實現能源轉型具有十分重要的意義。

1 大慶油田新能源發(fā)展機遇與優(yōu)勢

1.1 發(fā)展機遇

油田發(fā)展新能源產業(yè)，意味著從傳統(tǒng)的油氣資源開發(fā)，進入油氣開發(fā)與新能源并重的新階段，既是企業(yè)可持續(xù)轉型發(fā)展的必然選擇，也是加快建立安全低碳清潔能源體系的現實需要，更是實現減少碳排放、達到碳達峰碳中和的重要舉措。

發(fā)展新能源是實現“碳達峰、碳中和”目標的需要。中國力爭 2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和，是實現可持續(xù)發(fā)展、高質量發(fā)展的內在要求，確保如期實現“雙碳”目標已成大勢所趨。

發(fā)展新能源是石油公司由傳統(tǒng)化石能源公司向綜合能源公司轉型的需要。在全球能源轉型和碳達峰碳中和背景下，各大石油公司紛紛加大新能源產業(yè)布局［4］。殼牌公司、道達爾能源等國際石油公司成立了新能源業(yè)務部門，重點投資風能、太陽能和氫能項目［5］。中國石油天然氣集團有限公司（簡稱中國石油）于2021年組建“油氣和新能源”業(yè)務板塊，確定了“清潔替代、戰(zhàn)略接替和綠色轉型”三步走戰(zhàn)略，計劃到2035年初步形成原油、天然氣、新能源三分格局。中國石油化工集團有限公司提出把以氫能為核心的新能源業(yè)務擺在更加突出位置，規(guī)劃到 2025年新能源供給能力力爭達到千萬噸標準煤。

發(fā)展新能源是地方政府經濟發(fā)展的需要。以大慶油田所在省份為例，2021年黑龍江省發(fā)布國民經濟和社會發(fā)展“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要，明確指出到2025年黑龍江省可再生能源裝機達到3 000×104kW，占總裝機比例的50%以上。

發(fā)展新能源是油田實現企業(yè)轉型和可持續(xù)發(fā)展的需要。油田企業(yè)既是生產化石能源的主要力量，也是能源消耗的重點大戶。大慶等老油田經過數十年的開發(fā)，普遍存在后備資源接替不足、開發(fā)難度日益增大、總體經濟效益下行等問題，單純依賴傳統(tǒng)的“油氣”發(fā)展愈發(fā)力不從心。油田積極發(fā)展新能源業(yè)務，可以實現生產用能清潔替代和油氣資源戰(zhàn)略接替，為企業(yè)高質量轉型升級及可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

1.2 發(fā)展優(yōu)勢

大慶油田在資源基礎、市場消納、基礎設施等方面優(yōu)勢明顯，具備一定的技術基礎，擁有發(fā)展太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、地熱開發(fā)利用等產業(yè)的資源條件。

1.2.1 風能資源豐富

大慶油田地處風力強勁的敖古拉大風口，風能資源豐富，年有效風速持續(xù)時間較長，屬于我國三類風能資源區(qū)域。據氣象等部門勘測，大慶市年平均風速為3.8 m/s，個別地區(qū)風速在7 m/s以上，每年約有10個月的風速在6～12 m/s；70 m高年平均風速為6.7 m/s，年可利用小時數為2 200 h［6］。油田可開發(fā)面積廣闊，具有地勢平坦、不占用耕地的良好條件，風力發(fā)電資源潛力巨大。

1.2.2 太陽能資源豐富

大慶油田所處黑龍江省西部地區(qū)是太陽能富集區(qū)域，年平均日照時間較長，屬于我國三類太陽能資源區(qū)域。太陽能年總輻射量達1 482 kW·h/m2，年可利用小時數超過2 600 h；大慶市年平均氣溫僅為4.2 ℃，冬季最低溫度可達到-40 ℃，低溫條件有助于增強光伏組件的轉換效率，對于建設大型地面光伏電站極為有利［7］。

1.2.3 地熱資源潛力大

大慶油田所處松遼盆地是中國陸內盆地中最薄的盆地之一，具有很高的熱流背景，大地熱流值約為70 mW/m2，平均地溫梯度3.8 ℃/100 m，屬于典型的熱盆。其地熱資源具有分布面積廣、儲量巨大、產水儲層埋藏淺、水質優(yōu)良、地溫梯度高等特點。已探明的主要地熱產水層埋藏深度為 900～2 000 m，地熱水井口溫度 40～90 ℃，為中低溫地熱水［8］。埋深3 000 m以深的地層溫度能達到100 ℃以上，存在較大面積的干熱巖體。

大慶地區(qū)已開發(fā)水熱型地熱井36口，主要用于溫泉洗浴和供暖，其中油田開發(fā)的只有薩熱1井，其余均為油田外部開發(fā)，如，黑魚湖國際藝術村供暖、銀浪牧場溫泉旅游等項目。

王社教等［9］對大慶油田地熱資源進行了初步評價，其地熱資源量為1 448.82×1018J，可采資源量為 2.17×1018J/a，地熱水資源量為 32 007.48×108m3，賦存的熱能資源量為586.38×1018J，資源豐度為 13.17×1015J/km2，是中國特大型中低溫地熱田之一。

1.2.4 余熱資源潛力大

油田采出水余熱是指油氣生產過程中的伴生水，在經過三相分離等工藝處理后在水中賦存的熱量。一般采出水在處理達標后，就直接回注地下補充地層能量，造成其中蘊含的豐富余熱資源大量浪費。大慶油田長垣老區(qū)每天采出污水161×104m3，污水總量巨大，按污水溫度35 ℃，提取溫度10 ℃計算，理論上年可提取熱量折合標準煤85×104t，余熱利用潛力較大。僅以第一采油廠新中一深度污水站采出水余熱為例，日處理污水量2.2×104m3，污水溫度約33～35 ℃，按提取溫度10 ℃計算，年可提取熱量折合標準煤1.16×104t。

注水機組冷卻余熱屬于工業(yè)余熱，雖然體量較小，但分布廣泛，通過熱泵技術可以用于供暖和制冷。目前，大慶油田在運離心式注水泵站171座，注水機組共243臺，機組冷卻水年可提取余熱量折合標準煤2.1×104t。

1.2.5 土地資源豐富

大慶油田礦區(qū)面積大，土地資源豐富，擁有政府劃撥土地總面積10×104hm2以上，其中有大量的閑置土地?？紤]到油區(qū)內井、站間自有土地分布較零散，經優(yōu)化可利用的低效土地總面積約為 1.9×104hm2。參考國土資規(guī)〔2015〕11號《光伏發(fā)電站工程項目用地控制指標》中Ⅱ類地形區(qū)固定式 10 MW 光伏發(fā)電站用地總體指標，按照大慶市緯度為46°、光伏組件轉換效率22%、接入10 kV線路考慮，10 MW光伏發(fā)電站的用地指標為28.829 hm2，估算大慶油田可建設光伏發(fā)電裝機規(guī)模約為 660×104kW。

1.2.6 市場消納能力較強

大慶油田作為用能大戶，具有較大的清潔能源消納空間。油田年用電量約為 100×108kW·h，預計“十四五”末月度最低用電負荷為85×104kW。根據風光發(fā)電時效性，結合儲能裝置的調儲保障能力，按照新增綠電完全自發(fā)自用測算，理論上油田內部風光發(fā)電裝機規(guī)模為100×104kW以上。工業(yè)生產用熱消納潛力巨大，油氣生產用熱天然氣消耗量大，清潔替代潛力大。民用清潔供熱市場前景廣闊，油田承擔居民生活供暖面積約4 000×104m2，年耗能折合標準煤約400×104t。

1.2.7 基礎設施完善

大慶油田擁有分布廣闊的企業(yè)電網，電力設施系統(tǒng)完善，具備電源接入條件；油田擁有3個自建發(fā)電廠，年發(fā)電量達60×108kW·h，下屬中油電能公司已取得中國石油唯一的購售電業(yè)務全牌照；2021年 12月，油田首個自主設計的光伏發(fā)電工程順利并網發(fā)電，這些都為新能源項目設計、建設、運營維護及管理積累了經驗。

風光發(fā)電具有天然波動性，增大了電網運行調度的難度，集中式風光發(fā)電站需要配備一定的調峰電源，天然氣發(fā)電具有較高的安全性和可靠性，是最佳的調峰電源。大慶油田天然氣儲量豐富，年生產天然氣 50×108m3，油田已建的天然氣發(fā)電廠年發(fā)電量為 3×108kW·h，在天然氣發(fā)電調峰方面有一定基礎。

1.2.8 具備一定的技術基礎

大慶油田建立了應用一代、研發(fā)一代、儲備一代的科研體系，培養(yǎng)了一大批科技人才，在地質評價、鉆井、測錄井和油藏工程等方面積累了大量專業(yè)技術，在發(fā)電、供電方面也擁有專業(yè)人才，這些技術和人才優(yōu)勢將有力推動新能源產業(yè)發(fā)展。

2 大慶油田新能源發(fā)展現狀

大慶油田依托當地豐富的風能、太陽能和地熱能資源，積極探索適合油田可持續(xù)發(fā)展的新能源產業(yè)發(fā)展路徑，新能源業(yè)務呈現出蓬勃發(fā)展的局面。

2.1 光伏發(fā)電取得了初步進展

光伏發(fā)電作為一項清潔能源應用技術，具有無噪聲、無污染、故障率低、維護簡單方便等優(yōu)點，且太陽能資源取之不盡、用之不竭，其市場競爭力強，發(fā)展前景廣闊。大慶油田積極布局光伏發(fā)電產業(yè)，于2021年12月在第七采油廠建成了微光伏發(fā)電站。該電站是油田首個自主投資建設的光伏發(fā)電站，覆蓋4座采油平臺共69口叢式井，安裝了1 062塊光伏組件，裝機總容量577 kW。預計年節(jié)約電費48.9×104元、減少碳排放245 t。

2.2 地熱利用積累了豐富的建設經驗

地熱能作為一種可再生的清潔能源，具有穩(wěn)定性好、可靠性高、成本低廉、清潔環(huán)保等優(yōu)點。大慶油田開展了水熱型地熱能利用，出水層深度1 480 m，溫度59.4 ℃，用潛水泵泵抽求產，日產水400～450 m3，井口水溫42～47 ℃，地熱水用于游泳館溫泉、洗浴用水。開展了淺層地熱能地源熱泵和水源熱泵供暖改造工程各1項，供暖面積2.78×104m2，年可替代標準煤3 300 t。

由于大慶市位于高寒高緯度地區(qū)，存在冬季氣溫偏低、淺層地熱能資源量和補給量偏小等客觀因素，導致熱泵節(jié)能性較差、運行成本高，應用效果并不理想。利用2口廢棄井開展單井閉式循環(huán)取熱供暖試驗，供暖面積2 000 m2，室溫18～21 ℃，該工藝具有循環(huán)水返排工質無需處理、改造投資少、占地面積小等優(yōu)點，但由于為無接觸換熱且換熱時間短，延米換熱量僅為90 W，換熱功率160 kW，換熱能力較低。

2.3 余熱利用實現了大規(guī)模應用

采出水余熱具有溫度適中、水量較大、水質較差等特點，緊鄰油田生產流程，可以實現就地消納，利用潛力較大。在不改變站內原有工藝和流程的前提下，大慶油田利用采出水及注水電機余熱進行燃料替代，回收余熱用于原油加熱和生活供暖，節(jié)省天然氣的消耗量，實現了降低加熱成本和節(jié)能減排。

截至目前，大慶油田共實施了25項余熱利用項目，供熱能力 58 MW，年清潔替代折標準煤 2.4×104t。其中2020年投運的新中一污水站余熱利用工程，建設規(guī)模14.4 MW，是油田規(guī)模最大的區(qū)域集中供熱熱泵站，投運后取代了中一聯合站附近的 5座燃氣鍋爐房，總供熱面積2.4×104m2，年節(jié)約燃氣387×104m3，年節(jié)省運行費用647.85×104元，減少碳排放1.2×104t，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2.4 完成了新能源發(fā)展規(guī)劃

2020年，《大慶油田振興發(fā)展綱要》中提出，將新能源業(yè)務作為油田重點培育的三大新興接替業(yè)務之一。2021年，按照中國石油“六大基地、五大工程”戰(zhàn)略部署，結合大慶市可再生能源綜合示范區(qū)建設，大慶油田編制了《大慶油田綠色低碳可持續(xù)發(fā)展示范基地建設規(guī)劃方案》，該方案提出：“十四五”期間，全力推進風光發(fā)電及余熱利用項目進行清潔替代，清潔替代率達到20%以上，新能源總裝機規(guī)模達到200×104kW以上，實現碳達峰目標；到2050年，清潔替代率達到100%，提前實現碳中和目標。

3 大慶油田新能源產業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

當前，大慶油田新能源產業(yè)雖如火如荼地開展，但仍處于早期的起步階段，在技術、人才、建設、管理、政策等方面存在一定的不足，產業(yè)發(fā)展也面臨較大的挑戰(zhàn)［10-12］。

3.1 關鍵技術較薄弱

大慶油田在油氣勘探與開發(fā)技術領域擁有核心技術，但在風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等行業(yè)中發(fā)展較晚。風力發(fā)電場和光伏電站的方案設計、主體工程設備的施工建設與運維等經驗不足，沒有掌握新能源并網發(fā)電的關鍵技術，大規(guī)模并網對現有電網運行的影響也缺乏認識與解決對策，需要盡快引進吸收行業(yè)成熟技術。地熱開發(fā)中的資源評價、砂巖地層回灌、深井直接換熱等技術也需要進一步攻關。

3.2 人才儲備不充分

油田普遍缺乏精通新能源開發(fā)建設及運營管理的專業(yè)人才和技術力量。受人才引進制度的限制，無法直接引進新能源高端人才。目前，大慶油田從事新能源的人員僅有少部分人有電力工作背景，大部分都是臨時抽調的油田開發(fā)專業(yè)人員，且以兼職人員為主，投入的時間精力有限，與新能源產業(yè)化開發(fā)利用需求差距較大。

3.3 項目建設進度慢

風力發(fā)電、光伏發(fā)電具有產品更新迭代快、產業(yè)時效性強等特點，但是，油田在項目立項與審查、物資招標與采購、工程建設與結算等方面的管理環(huán)節(jié)較多、審批流程及運作周期較長。大慶油田新能源項目的建設周期大約是大型發(fā)電企業(yè)同類項目的1.5倍，制約了新能源產業(yè)的快速發(fā)展。

以物資采購制度為例，二級物資下放權限由承包商采購，一級物資按照中國石油集中采購結果進行采購，而很多一級物資需要新增申請采購，審批程序多、管理程序復雜，導致招標采購周期延長，無法實現真正的市場化運作。另外，黑龍江省要求風力發(fā)電項目需要向省發(fā)改委申請并網指標與項目核準，并網指標和項目核準的周期存在較大不確定性，是制約風力發(fā)電項目落地的主要因素。

3.4 管理機制不完善

大慶油田現有管理機制經過多年建設，可以較好滿足油氣田開發(fā)的需要，但是對新能源開發(fā)的適應性遠遠不夠，管理人員缺少相關經驗，管理制度也十分缺乏。企業(yè)各部門的協(xié)調服務力度有待加強，在與地方政府、國家電網溝通協(xié)調方面也有待提高。采油廠作為用能的主體單位，由于沒有建立相關的新能源考核機制，參與新能源開發(fā)的主動性不夠。

3.5 扶持政策較缺乏

按照發(fā)改價格〔2021〕833號《國家發(fā)展改革委關于 2021年新能源上網電價政策有關事項的通知》，風力發(fā)電和光伏發(fā)電執(zhí)行平價上網模式，提倡通過技術進步逐步降低成本來獲取更大收益；黑龍江省電力需求增長較慢，大慶油田外部電力市場吸納新能源電量的能力較弱，爭取并網指標存在一定難度。地熱能開發(fā)與油氣田開發(fā)存在許多相似之處，也具有高投資、高風險、長周期等特點。但大慶的地熱屬于低品位資源，開發(fā)經濟性相對較差，其產業(yè)發(fā)展急需財稅政策扶持，如，北京市對地熱能供暖系統(tǒng)熱源及一次管網投資給予50%的資金支持，但黑龍江省僅對淺層地熱能的地源熱泵集中電采暖有電價優(yōu)惠政策。

4 應對措施與發(fā)展對策

4.1 強化統(tǒng)籌規(guī)劃，發(fā)揮資源優(yōu)勢，努力構建多能互補新格局

統(tǒng)籌規(guī)劃是實現新能源高質量可持續(xù)發(fā)展的重要保障。大慶油田要積極投入能源轉型行動，聚焦國家“雙碳”目標，全力以赴狠抓新能源產業(yè)發(fā)展。

在管理層面，要深入梳理新能源發(fā)展的相關管理體制，落實主要單位的管理職責，對全油田新能源業(yè)務實施歸口管理，結合自身資源優(yōu)勢，強化統(tǒng)籌規(guī)劃，明確新能源產業(yè)的發(fā)展目標、實施路徑，推進新能源技術儲備和產業(yè)部署，做好重大示范項目建設，構建加快產業(yè)發(fā)展的保障體系。

在規(guī)劃層面，以加大生產用能清潔替代為重點，利用光電、風電等替代火電，利用地熱、光熱等替代天然氣供熱。積極探索智慧能源新路徑和綠色發(fā)展新模式，形成原油、天然氣、新能源“三分天下”的局面，構建多能互補新格局，最終建設成為綠色零碳油氣田。

4.2 強化項目組織，創(chuàng)新運作方式，盡快完善市場化建設模式

良好的項目組織是新能源項目落地的重要基礎。大慶油田要做好風電、光伏發(fā)電、地熱等新能源項目的設計和論證，提高項目的科學性、可行性和經濟性。針對油田缺乏新能源項目建設經驗的問題，要堅持一體化組織的原則，對管理單位、研究單位、施工單位及用能單位實行集中統(tǒng)一管理，通過例會制建立跨專業(yè)跨部門的高效聯動機制，形成設計、施工全過程一體化管理模式，壓縮管理層級，全面提升運行效率。

完善效益與效率并重的市場化建設模式，靈活引入EPC（設計、采購及施工總承包）、BOO（建設—擁有—經營）及BOT（建設—經營—移交）等建設模式，初期推行市場化清單計價和EPC總承包的建設方式，提升項目建設水平和效率。構建油田內部甲乙方服務市場，提升管理效率、降低運行成本、提高經濟效益，逐漸實現新能源項目設計、施工和運維的完全自主化。

4.3 強化科技創(chuàng)新，加強頂層設計，著手建立新能源開發(fā)技術體系

科技創(chuàng)新是實現新能源產業(yè)高效發(fā)展的重要支撐。要深入分析大慶油田在新能源發(fā)展中存在的不足，整合相關力量組建新能源技術團隊，加強頂層設計。按照“引進吸收+自主研發(fā)”的思路，在技術領域與國內外科研機構、高等院校和新能源企業(yè)開展多方位深層次合作，盡快掌握風光發(fā)電行業(yè)成熟技術，攻克地熱資源高效勘探開發(fā)利用等技術瓶頸，建立適合油田自身特點和可持續(xù)發(fā)展要求的新能源技術體系。

4.4 強化合資合作，突出質量和效益，積極探索產業(yè)發(fā)展新模式

合資合作是加快新能源產業(yè)發(fā)展的重要手段。目前，大慶油田還處于新能源發(fā)展的起步階段，需要開展廣泛合作，取長補短，因地制宜探索產業(yè)發(fā)展合資合作模式［13］。做好市場消納、成本分析、風險管控、體制建設和技術經濟性等方面的研究工作，突出質量和效益。

可采取“自主建設+與新能源龍頭企業(yè)合建”的模式，前期以合資共建模式為主開展項目建設，待時機成熟后過渡為自主投資建設，強力推進新能源產業(yè)發(fā)展。加強與國內主要風電光伏廠商對接交流，積極獲取技術支持，最大幅度降低項目投資風險；加強與地方政府協(xié)調溝通，與政府新能源主管部門建立常態(tài)化溝通機制，努力爭取清潔電力并網指標、土地使用優(yōu)惠和稅費優(yōu)惠等支持政策，不斷拓展新能源發(fā)展空間。

4.5 強化人才培養(yǎng)，做好產學研結合，全力打造專業(yè)化隊伍

人才隊伍是新能源產業(yè)發(fā)展的重要保障。大慶油田要加大人力資源配置，在下屬科研院所等技術支撐機構設置專門的新能源業(yè)務部門。要加大培訓力度，對新能源業(yè)務人員進行全方位系統(tǒng)培訓，邀請國內外科研機構、高等院校和新能源企業(yè)的專家授課，開闊技術人才視野，提升技術人才素質。創(chuàng)新科技人員的競爭機制和分配激勵政策，激發(fā)技術人才的創(chuàng)造力。