油井、輸氣管道、煉油廠……轉(zhuǎn)型后，還有用武之地嗎？

文／王能全

●清潔轉(zhuǎn)型中的油氣基礎(chǔ)設(shè)施，可能會(huì)來(lái)個(gè)大變身?！窆﹫D/視覺(jué)中國(guó)

2022年版的IEA《清潔轉(zhuǎn)型中的能源安全》報(bào)告提出，清潔轉(zhuǎn)型中建設(shè)新的能源基礎(chǔ)設(shè)施需要大量的投資，可以充分利用現(xiàn)有化石燃料的基礎(chǔ)設(shè)施推動(dòng)并實(shí)現(xiàn)清潔的能源轉(zhuǎn)型。

與其他化石燃料一樣，石油工業(yè)將受到產(chǎn)品需求減少和脫碳活動(dòng)需要的雙重影響。隨著石油工業(yè)總體投資的下降，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，只有那些資源成本低、對(duì)成本和環(huán)境績(jī)效有嚴(yán)格控制的企業(yè)，才能生存下來(lái)。

石油基礎(chǔ)設(shè)施的變化

陸上石油生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施包括油井、集輸管道和加工基礎(chǔ)設(shè)施，幾乎沒(méi)有轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌猛镜目臻g；海上石油生產(chǎn)設(shè)施特別是平臺(tái)，則有可能被改造為海上風(fēng)能或水產(chǎn)養(yǎng)殖基地；原油和成品油管道，有可能轉(zhuǎn)化為二氧化碳或氫氣運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。此外，港口、碼頭、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施和船舶等海上運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施也有一定的過(guò)渡空間，可以用來(lái)處理氫、生物燃料和氨。例如，液化石油氣罐很容易轉(zhuǎn)移到氨的存儲(chǔ)，電動(dòng)船只的興起需要港口的充電基礎(chǔ)設(shè)施等。

煉油廠已經(jīng)開始轉(zhuǎn)型。全球約有48.3萬(wàn)桶/天的煉油能力已轉(zhuǎn)變?yōu)樯锶剂险{(diào)和廠，不久的將來(lái)會(huì)再增加70.2萬(wàn)桶/天。利用現(xiàn)有煉油廠來(lái)生產(chǎn)生物燃料的中間體，可以減少生物燃料相關(guān)的投資需求。生物燃料在交通燃料中所占比例的提高，需要更復(fù)雜的調(diào)和與儲(chǔ)存操作。除了完全的場(chǎng)地轉(zhuǎn)換外，煉油廠越來(lái)越多地參與到可再生原料與石油的協(xié)同加工中。煉油廠進(jìn)入生物燃料生產(chǎn)，涉及中游、營(yíng)銷和調(diào)和等活動(dòng)以及所需基礎(chǔ)設(shè)施的改造或建設(shè)。然而，因?yàn)椴豢赡転樗械臒捰蛷S獲得足夠的原料，所以并不是所有的煉油廠都能轉(zhuǎn)化為進(jìn)行生物燃料生產(chǎn)。煉油廠的另一條途徑是循環(huán)經(jīng)濟(jì)。作為一個(gè)擁有合適設(shè)備、高技能工人、研究人員和工程師的復(fù)雜工業(yè)部門，沿著塑料到塑料或塑料到燃料的路徑，煉油廠可以開發(fā)塑料廢物和廢油的化學(xué)回收技術(shù)。

為了生產(chǎn)低碳燃料，現(xiàn)有煉油廠需要進(jìn)行大量投資。在電解燃料的生產(chǎn)中，電解生成的氫與一氧化碳（來(lái)自儲(chǔ)存的碳）相結(jié)合生成合成氣，然后合成氣通過(guò)費(fèi)托工藝轉(zhuǎn)化為合成油，并成為可再生運(yùn)輸燃料或石化原料。在使用地質(zhì)方式儲(chǔ)存碳可能性不大的地區(qū)，這條路徑可能很有價(jià)值。

煉油是世界上最大的氫消耗部門，氫氣需求幾乎完全來(lái)自石油（石腦油重整）或天然氣（蒸汽重整）。預(yù)計(jì)到2026年，歐洲與煉油廠相關(guān)的電解項(xiàng)目超過(guò)500兆瓦，每年生產(chǎn)3.7萬(wàn)噸綠氫，僅占煉油行業(yè)氫氣總需求的0.1%。另外，有1200兆瓦的項(xiàng)目尚未進(jìn)入最終投資決策階段。不過(guò)，如果提供優(yōu)惠政策，這些項(xiàng)目將可能在相同的時(shí)間與上述項(xiàng)目同時(shí)投產(chǎn)。

在能源轉(zhuǎn)型期間，石油零售行業(yè)（營(yíng)銷和分銷）也將發(fā)生重大變化，其中許多已經(jīng)為電動(dòng)汽車提供充電設(shè)施。依據(jù)運(yùn)輸行業(yè)的電氣化路徑，未來(lái)它們可以進(jìn)行電池交換操作和提供氫燃料服務(wù)。

天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)化

低碳?xì)怏w，包括生物甲烷、低排放氫、合成甲烷和符合CCUS的甲烷將在脫碳途徑中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

在IEA的凈零情景（2021年5月18日，IEA發(fā)布《2050年凈零排放：全球能源系統(tǒng)路線圖》）下，低碳?xì)怏w占2050年最終能源消費(fèi)中氣體燃料總量的近75%，占電力部門所消費(fèi)氣體燃料中的絕大部分。這就是說(shuō)，低碳?xì)怏w使氣態(tài)燃料在最終能源消費(fèi)總量中的份額接近今天的水平，并將在工業(yè)、長(zhǎng)途運(yùn)輸和季節(jié)性能源儲(chǔ)存等難以減少的行業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。在電力部門，低碳?xì)怏w將在一個(gè)由可再生能源主導(dǎo)的供電系統(tǒng)中提供靈活的后備供應(yīng)。

現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施可以通過(guò)提供網(wǎng)絡(luò)接入、降低運(yùn)輸成本并最終促進(jìn)其融入更廣泛的能源系統(tǒng)，快速部署低碳?xì)怏w。

在上游層面，天然氣和凝析氣田、枯竭氣藏及其相關(guān)的地面基礎(chǔ)設(shè)施可用于二氧化碳存儲(chǔ)，從而能夠部署基于CCUS的解決方案，可以從甲烷中生產(chǎn)氫氣。龐大的天然氣輸送和分配管道系統(tǒng)可以被用來(lái)輸送低碳?xì)怏w。由于生物甲烷和合成甲烷的化學(xué)與物理性質(zhì)幾乎相同，它們可以與傳統(tǒng)甲烷完美地互換。不過(guò)，這需要制定標(biāo)準(zhǔn)以確?；ミB系統(tǒng)的天然氣質(zhì)量統(tǒng)一，并減少任何偏離這些標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)。

混合，可以為低排放氫提供臨時(shí)的解決方案，直到專門的氫運(yùn)輸系統(tǒng)被開發(fā)出來(lái)。根據(jù)氣體傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以以2%～10%氫氣體積的速率混合，而無(wú)需對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改造。聚合物管道系統(tǒng)的耐氫性通常更強(qiáng)，可能允許最多20%的混合，且只需對(duì)管道基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行最小或可能不用進(jìn)行任何的改造。

與新建的氫管網(wǎng)相比，天然氣管道如果重新使用、用作氫氣的輸送，管道改造的成本要低得多，生產(chǎn)周期也短得多。研究表明，管道轉(zhuǎn)換成本占新氫氣管道成本的21%～33%，從而帶來(lái)更低的運(yùn)輸費(fèi)用，提高氫氣的成本競(jìng)爭(zhēng)力。

利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施

在當(dāng)前全球能源市場(chǎng)價(jià)格大幅度波動(dòng)的背景下，各國(guó)政府正在通過(guò)供應(yīng)來(lái)源的多樣化以及在現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施中使用低碳燃料，減少對(duì)化石燃料的依賴。

IEA認(rèn)為，創(chuàng)建新的基礎(chǔ)設(shè)施需要大量的投資，且由于需要獲得不同的許可和批準(zhǔn)而帶來(lái)延誤的風(fēng)險(xiǎn)。重新利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施提供了加速清潔能源轉(zhuǎn)型的可能。例如，現(xiàn)有的熱能資產(chǎn)可以提供可再生能源所需要的靈活性，與傳輸、儲(chǔ)存和需求響應(yīng)等其他能源相補(bǔ)充。同時(shí)，如果使用低碳燃料進(jìn)行運(yùn)行，還可獲得減排的效益。

現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的退役，可能給當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)混亂，因?yàn)檫@些社區(qū)的就業(yè)和收入都依賴于這些基礎(chǔ)設(shè)施。在過(guò)渡期間，利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施可以帶來(lái)許多好處。

值得注意的是，對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行再利用或改造，可以保留基礎(chǔ)設(shè)施的大部分價(jià)值，同時(shí)保留基礎(chǔ)設(shè)施所在社區(qū)的就業(yè)機(jī)會(huì)和稅基。例如，目前一些石油和天然氣生產(chǎn)國(guó)正在發(fā)展或?qū)で蟀l(fā)展CCUS、氫氣和海上風(fēng)能產(chǎn)業(yè)，利用現(xiàn)有的油氣生產(chǎn)（海上）的技能和知識(shí)基礎(chǔ)。

IEA建議，政策制定者應(yīng)該評(píng)估利用現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)大低碳燃料部署的機(jī)會(huì)，然后才允許所有者在整個(gè)價(jià)值鏈上回收或拆除現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施采取這種前瞻性和以人為中心的辦法可節(jié)省大量費(fèi)用，提高能源系統(tǒng)的適應(yīng)能力。