三管齊下推動海洋油氣田低碳轉(zhuǎn)型
——訪中國海油副總地質(zhì)師兼中海油研究總院院長米立軍

■本刊記者 曲藝/ 編輯 余璇

推動能源綠色發(fā)展是一項系統(tǒng)工程和長期任務(wù)，化石能源清潔低碳開發(fā)利用是關(guān)鍵一環(huán)。聚焦海洋石油工業(yè)，應(yīng)采取哪些措施在增儲上產(chǎn)的同時助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)？作為我國最大的海上油氣生產(chǎn)運(yùn)營商，中國海油進(jìn)行了怎樣的“碳”索與實(shí)踐？未來，又將如何實(shí)施綠色發(fā)展跨越工程？對此，本刊記者專訪了中國海油副總地質(zhì)師兼中海油研究總院（以下簡稱“研究總院”）院長米立軍，“碳”尋海上油氣面向新能源的轉(zhuǎn)型與發(fā)展之道。

《中國電業(yè)與能源》：當(dāng)前，油氣行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型有何特點(diǎn)？中國海油有何相關(guān)部署？

米立軍：國際油氣公司陸續(xù)發(fā)布2050 年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放目標(biāo)?？傮w來看，油氣行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)兩大特點(diǎn)：一是能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的清潔低碳轉(zhuǎn)型，即從單一的油氣產(chǎn)品向多元化、清潔的能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)變；二是傳統(tǒng)能源生產(chǎn)模式的清潔低碳轉(zhuǎn)型，即從傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模式向更高效、低碳、清潔的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。

2022 年，《中國海油“碳達(dá)峰、碳中和”行動方案》發(fā)布。根據(jù)方案，中國海油將實(shí)施綠色發(fā)展跨越工程，“十四五”期間碳排放強(qiáng)度比2020年下降10%—18%，力爭2028 年碳排放達(dá)到峰值、2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。

按照“雙碳”行動方案，中國海油將實(shí)施清潔替代、低碳跨越、綠色發(fā)展“三步走”策略：

第一步為清潔替代階段，時間跨度為2021年至2030年。這個階段是國家實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的關(guān)鍵時期，總體特征是碳排放達(dá)峰、碳強(qiáng)度下降，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進(jìn)展，負(fù)碳技術(shù)獲得突破。

第二步為低碳跨越階段，時間跨度為2031年至2040年。這個階段是公司實(shí)現(xiàn)低碳跨越的重要時期，總體特征是油氣產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型、新能源快速發(fā)展，碳排放總量有序下降，負(fù)碳技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

第三步為綠色發(fā)展階段，時間跨度為2041年至2050年。這個階段是公司全面建成中國特色世界一流能源公司的重要時期，總體特征是推進(jìn)碳排放總量持續(xù)下降并力爭實(shí)現(xiàn)碳中和，新能源等非化石能源產(chǎn)量占比超過傳統(tǒng)油氣產(chǎn)量占比，全面建成世界一流清潔低碳綜合能源產(chǎn)品和服務(wù)供應(yīng)商。

研究總院響應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略，聚焦“核心是電，關(guān)鍵是網(wǎng)，CCUS 是保障”的轉(zhuǎn)型策略，推動節(jié)能降碳及新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

《中國電業(yè)與能源》：請您具體介紹下海洋油氣田碳排放的類型有哪些？

米立軍：海洋油氣田碳排放類型由海上油氣開發(fā)方式?jīng)Q定，主要包括化石燃料燃燒排放、火炬燃燒排放以及高含碳天然氣脫碳排放。

化石燃料燃燒排放，主要由海上平臺發(fā)電、供熱、壓縮機(jī)等設(shè)施用化石燃料燃燒產(chǎn)生，其中發(fā)電用燃料排放占80%，海上電力供應(yīng)是依靠平臺自建電站實(shí)現(xiàn)。此外，海洋油氣田相對獨(dú)立、離岸較遠(yuǎn)，受管網(wǎng)條件及平臺空間等因素限制，難以在海上實(shí)現(xiàn)伴生氣全部回收利用，便產(chǎn)生了火炬燃燒排放。高含碳天然氣脫碳排放，指的是海上高含二氧化碳?xì)馓?油田伴生氣在海上平臺或陸上終端分離出的二氧化碳排放。

《中國電業(yè)與能源》：在您看來，海洋油氣田低碳轉(zhuǎn)型有何挑戰(zhàn)？怎樣應(yīng)對？

米立軍：主要面臨三大挑戰(zhàn)：一是油氣開發(fā)領(lǐng)域碳減排壓力大，增儲上產(chǎn)及難動用儲量釋放使碳排放強(qiáng)度增加。稠油熱采能耗強(qiáng)度是常規(guī)油田平均水平的3 倍，導(dǎo)致能耗及碳強(qiáng)度增加；高含碳?xì)馓镩_發(fā)，其碳排放強(qiáng)度是常規(guī)氣田開發(fā)的2—3倍；在產(chǎn)油氣田開采年限增加，穩(wěn)油控水難度大，導(dǎo)致油田能耗量逐漸增加，碳排放量也逐年增加。二是海上油氣開發(fā)傳統(tǒng)供能模式，對降低碳排放帶來挑戰(zhàn)。自發(fā)電供電模式相比于陸上大電網(wǎng)效率低、排放高，同時也存在著技術(shù)對外依存度大，投資和運(yùn)行成本較高，故障耐受能力差，維修困難等問題。三是海上油氣田使用新能源供電存在技術(shù)難度。海上油氣田對供電穩(wěn)定性要求高，而新能源設(shè)施供電隨自然條件波動，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性存在較大影響，造成可再生能源發(fā)電接入海上平臺電力系統(tǒng)穿透率受限，僅能實(shí)現(xiàn)部分清潔能源替代，難以提升新能源設(shè)施接入容量。

結(jié)合當(dāng)下的形勢與要求，我們認(rèn)為海洋油氣田要實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型需“三管齊下”。第一，傳統(tǒng)能源生產(chǎn)以節(jié)能減碳、綠色開發(fā)為發(fā)展目標(biāo)，支撐增儲上產(chǎn)和碳達(dá)峰、碳中和共同實(shí)現(xiàn)。第二，加大天然氣等清潔化石能源的開發(fā)，降低能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的碳排放強(qiáng)度。第三，積極發(fā)展可再生能源，推動海上風(fēng)電、陸上光伏、綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供多元化清潔能源產(chǎn)品。

《中國電業(yè)與能源》：在油氣田綠色開發(fā)方面，中國海油具體開展了哪些工作？

米立軍：傳統(tǒng)能源綠色轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的基本保障，中國海油結(jié)合海洋油氣田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，形成源頭控碳、過程降碳、末端封存、海洋增匯全過程降碳、控碳措施，為海上油氣綠色開發(fā)提供了新途徑。

具體來看，源頭控碳主要包括：

建立分級分類油氣田開發(fā)碳排放約束性指標(biāo)。立足海上油氣田開發(fā)特點(diǎn)，針對常規(guī)油田、常規(guī)氣田、稠油油田、高碳?xì)馓?、綜合調(diào)整類等新建項目設(shè)立分級分類的碳排放約束指標(biāo)及準(zhǔn)入指標(biāo)，從源頭控制碳排放。

嚴(yán)控新建項目能耗指標(biāo)。加強(qiáng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)，編制《海上油氣田開發(fā)項目節(jié)能減排設(shè)計指南》《海上油氣田工程設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)范》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范；嚴(yán)格落實(shí)新建項目能耗強(qiáng)度準(zhǔn)入要求，落實(shí)新建項目節(jié)能措施，對高能耗方案提出優(yōu)化建議。

建立碳排放影響評價技術(shù)體系。2016 年起，研究總院建立海上油氣田二氧化碳排放量計算方法和數(shù)據(jù)模型、確定海上油氣田碳排放基準(zhǔn)線，建立碳價格數(shù)學(xué)預(yù)測模型，將碳因素全面納入項目投資決策；目前正在聯(lián)合中國石油、中國石化及生態(tài)環(huán)境部共同編制首部碳評價行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動油氣行業(yè)源頭碳管控技術(shù)體系建設(shè)。

過程降碳主要包括：

岸電接入海上油氣田，提高效率降低碳排放。中國海油在渤海打造了全球海上油田交流輸電電壓最高、規(guī)模最大的岸電項目。目前正在規(guī)劃建設(shè)的3 個岸電工程，規(guī)模達(dá)980 兆瓦，據(jù)測算，工程實(shí)施后可減排二氧化碳175萬噸/年，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量99.5 萬噸/年，節(jié)省天然氣消耗24億立方米/年、燃料油消耗17.5萬噸/年。

海上風(fēng)電向油氣田供電，推動海上電力清潔化轉(zhuǎn)型。建立分散式海上風(fēng)電接入油氣田微網(wǎng)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)海上油氣田綠色低碳開發(fā)；開展海上油田，海上風(fēng)電、光伏，海上風(fēng)電制氫、儲能一體化綠色綜合能源島開發(fā)方案規(guī)劃。

建立設(shè)備能效提升技術(shù)體系。大規(guī)模推廣應(yīng)用電力組網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)近20個海上小型電網(wǎng)，增強(qiáng)電網(wǎng)抵抗事故能力，提升發(fā)電機(jī)組效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；研發(fā)關(guān)鍵設(shè)備能效提升技術(shù)，包括煙氣余熱供熱、發(fā)電及制冷綜合利用技術(shù)，攻關(guān)應(yīng)用海上平臺首臺套有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）發(fā)電技術(shù)等。

開展火炬氣回收利用技術(shù)研究。按照“先易后難、由大到小”的原則，做到“應(yīng)輸盡輸，應(yīng)收盡收、應(yīng)用盡用”；推動先進(jìn)工藝技術(shù)在海上應(yīng)用，包括等離子點(diǎn)火替代長明燈、氮?dú)獯祾咛娲烊粴獾?；推動射流器、液環(huán)壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、微透平、回注壓縮機(jī)等裝置模塊化。

推動海上油氣田智能化建設(shè)。通過智能化手段提升基礎(chǔ)服務(wù)能力、全面感知能力、整體協(xié)同能力、科學(xué)決策能力及自主優(yōu)化能力。實(shí)現(xiàn)“勘探—開發(fā)—鉆采—工程—生產(chǎn)”油氣田全生命周期的一體化協(xié)同管理，打破數(shù)據(jù)孤島；深度挖掘數(shù)據(jù)價值，利用大數(shù)據(jù)、人工智能提升效率，助力海上油氣開發(fā)模式低碳轉(zhuǎn)型。

末端封存主要包括：

開展海上二氧化碳封存與驅(qū)油。中國海油已實(shí)施國內(nèi)海上首個二氧化碳封存量超百萬噸級——恩平15-1 二氧化碳回注封存示范工程，項目于2023 年6 月投產(chǎn)，預(yù)計每年可封存二氧化碳約30 萬噸，累計封存二氧化碳146 萬噸以上。攻關(guān)海上二氧化碳脫水技術(shù)、超臨界二氧化碳壓縮機(jī)選型及國產(chǎn)化技術(shù)、超臨界二氧化碳防腐選材和海上二氧化碳回注環(huán)境監(jiān)測技術(shù)等一體化工程關(guān)鍵技術(shù)，形成海上CCS 工程技術(shù)體系。此外，推動大亞灣區(qū)海上規(guī)?；疌CS集群研究項目、渤中19-6氣田/渤中25-1油田沙三段項目海上CCUS示范工程研究，規(guī)劃一南一北2 個CCUS/CCS 示范中心。聚焦海上封存選區(qū)、封存穩(wěn)定性評價、二氧化碳規(guī)?；⑷?、管道及井筒防腐、監(jiān)測和風(fēng)險評價等關(guān)鍵技術(shù)研究以及規(guī)?；疌CS/CCUS 示范項目商業(yè)及政策可行性研究和評估。

開展二氧化碳水合物固化封存。探索目標(biāo)層、下伏層等不同注入層位，液態(tài)、乳狀液等不同注入形態(tài)對二氧化碳水合物生成速率和生成量的影響；開展沉積物中二氧化碳水合物穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究和模型建立，以及海水體系中二氧化碳水合物液化封存區(qū)間研究。

最后，在海洋增匯方面，主要是立足海上特點(diǎn)開展海洋碳匯增匯關(guān)鍵技術(shù)及方法學(xué)研究，推動海洋碳匯開發(fā)；進(jìn)行海洋堿性礦物增匯技術(shù)固碳機(jī)制及近海應(yīng)用場景研究，推動堿性礦物增匯項目碳匯核算和監(jiān)測技術(shù)規(guī)范及方法學(xué)研究和建立。

《中國電業(yè)與能源》：您提到“降低能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的碳排放強(qiáng)度”，在這方面有何經(jīng)驗(yàn)可分享？

米立軍：“降低能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的碳排放強(qiáng)度”有賴于清潔化石能源的開發(fā)。天然氣作為一種清潔的化石能源，在實(shí)現(xiàn)碳中和之前的能源轉(zhuǎn)型中起到過渡能源的關(guān)鍵作用。中國海油大力發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè)，加大海上氣田、陸上非常規(guī)天然氣開采已成為天然氣增產(chǎn)的主要途徑，未來將進(jìn)一步推動水合物開采研究，助力天然氣增儲上產(chǎn)。

海上天然氣開發(fā)?！笆奈濉逼陂g，中國海油將爭取天然氣產(chǎn)量大幅提高，預(yù)計天然氣產(chǎn)量占比將提升至35%左右，國內(nèi)市場份額達(dá)到20%以上，并爭取到2035 年將天然氣產(chǎn)量占比提升至50%。近幾年內(nèi)發(fā)現(xiàn)并相繼投產(chǎn)東方13-2、“深海一號”等大型氣田，渤海灣首個千億方大氣田渤中19-6 氣田I期投產(chǎn)后也將為京津冀及環(huán)渤海地區(qū)提供更加安全、清潔、低碳的能源保障。

陸上非常規(guī)天然氣開發(fā)。“十四五”期間，中國海油將加快陸上非常規(guī)天然氣業(yè)務(wù)的發(fā)展步伐，有力助推天然氣產(chǎn)量占比提升至35%，構(gòu)建多元化清潔能源供應(yīng)體系。2021年在山西發(fā)現(xiàn)臨興千億方陸上大氣田，建成年產(chǎn)能33 億立方米、年產(chǎn)量27億立方米的大氣田，可直接輸送到雄安新區(qū)，為雄安新區(qū)建設(shè)“綠色低碳之城”提供清潔能源保障。

水合物開發(fā)。我國天然氣水合物資源豐富，中國海油一直致力于水合物領(lǐng)域的研究，2004 年成立天然氣水合物實(shí)驗(yàn)室，啟動水合物作為清潔資源開發(fā)利用技術(shù)研究，2008 年開始水合物環(huán)境風(fēng)險探索，2017 年5 月，中國海油采用自主研制的全套裝備和技術(shù)，在全球首次成功實(shí)施海洋非成巖天然氣水合物固態(tài)流化試采。

《中國電業(yè)與能源》：根據(jù)您的介紹不難發(fā)現(xiàn)，中國海油在“清潔替代”階段的每個節(jié)點(diǎn)，對可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模均有明確要求。如何實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)？

米立軍：“雙碳”背景下，發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)勢在必行。中國海油積極推進(jìn)近海/深遠(yuǎn)海風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模化開發(fā)。攻關(guān)中遠(yuǎn)海風(fēng)電以及海上風(fēng)電制氫、天然氣管道摻氫等關(guān)鍵技術(shù)，支持海上風(fēng)電制氫試驗(yàn)示范項目，推動海上新能源融合發(fā)展。

建設(shè)海上風(fēng)電大基地，實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)?；远òl(fā)展海上風(fēng)電，在區(qū)域選擇上，重點(diǎn)圍繞環(huán)渤海、廣東、江蘇、福建、海南、廣西發(fā)力。

推進(jìn)海上風(fēng)電與海洋油氣田深度融合發(fā)展。按照國家能源局《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動方案（2023—2025年）》部署，統(tǒng)籌海上風(fēng)電與油氣田開發(fā)，形成海上風(fēng)電與油氣田區(qū)域電力系統(tǒng)互補(bǔ)供電模式，降低油氣開采過程中的二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)海上油田綠色開發(fā)。值得一提的是，今年5月20 日，由中國海油投資建造的我國首座深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電平臺“海油觀瀾號”成功并入文昌油田群電網(wǎng)，正式為海上油氣田輸送綠電。

攻關(guān)深遠(yuǎn)海風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)，抓住未來風(fēng)電的主戰(zhàn)場。發(fā)揮海洋工程比較優(yōu)勢，攻關(guān)深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)，從基礎(chǔ)設(shè)計、關(guān)鍵產(chǎn)品研發(fā)、建造、安裝及運(yùn)維角度實(shí)現(xiàn)降本，打造建成海上漂浮式風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)軍團(tuán)隊。

聚焦深遠(yuǎn)海風(fēng)電大容量長距離送出關(guān)鍵技術(shù)。攻關(guān)柔性直流輸電技術(shù)、低頻交流輸電等長距離輸電設(shè)計能力；開展緊湊化、輕量型高壓交流海上升壓站、海上柔直輸電換流站設(shè)計。

參與陸上風(fēng)電光伏大基地建設(shè)。在西北地區(qū)可擇機(jī)參與風(fēng)電光伏大基地建設(shè)，從對口幫扶縣市入手，把甘肅、內(nèi)蒙古和青海納入重點(diǎn)地區(qū)。

探索海上風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。攻關(guān)海上風(fēng)電制氫、天然氣管道摻氫等關(guān)鍵技術(shù)，開展海上風(fēng)電制氫儲運(yùn)及應(yīng)用集成方案研究。

《中國電業(yè)與能源》：展望未來，對于海上零碳油氣田的打造，您有何期待？

米立軍：可以用四句話來總結(jié)。第一，海上油氣與新能源協(xié)同發(fā)展是方向。要打造海上油氣田多能協(xié)采融合開發(fā)新模式，形成水上、水面、水下實(shí)現(xiàn)立體化多能協(xié)采用海方案。第二，新型海上油氣田電力系統(tǒng)是基礎(chǔ)。要建設(shè)多能互補(bǔ)和源網(wǎng)荷儲有機(jī)結(jié)合的海上油氣田新型電力系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)海上油氣和新能源融合開發(fā)提供基礎(chǔ)。第三，無人化、數(shù)字化、智能化是手段。操作無人化、生產(chǎn)智能化、管控一體化、決策科學(xué)化驅(qū)動海上油氣田低碳轉(zhuǎn)型。第四，海上規(guī)模化CCUS 及海洋碳匯是保障。要充分釋放海洋碳封存和海洋碳匯潛力，支撐海洋油氣行業(yè)低碳開發(fā)?！?/p>