基于碳排放核算的CCUS源汇匹配和部署研究

针对不同碳源捕集能耗、不同运输地貌和距离的压缩功耗,以及CO_(2)驱不同开发阶段能耗和泄漏的差异,以CCUS项目能耗和泄漏、散逸排放为约束条件,项目周期全流程净减排量最大为优化目标,建立碳减排量核算约束下符合油藏动态开发规律的CCUS源汇匹配方法,可为“双碳”目标下CCUS技术产业布局和项目实施提供决策依据。以中国石油在鄂尔多斯盆地的CCUS产业规划为例,综合考虑现有煤电、煤化工碳源运行和装置服役时限、CO_(2)捕集能耗预测、CO_(2)驱注入倍数与循环气量,以及盆地内煤基工业产业布局规划等限制因素,按2025年、2030年、2040年、2050年和2060年5个阶段完成鄂尔多斯盆地CCUS项目源汇匹配优化和阶段部署,匹配的CCUS/CCS项目群在2025—2060期间累计注入CO_(2)约3.96×10^(8)t(含循环气0.48×10^(8)t),扣除各工艺能耗和泄漏排放后的CO_(2)净减排量可达2.54×10^(8)t,净减排效率约为72.9%。

碳中和目标下中国燃煤电厂CCUS集群部署优化研究

燃煤电厂作为中国最大的CO_(2)排放源,是中国实现碳中和目标的关键点。CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术是目前煤电行业实现深度减排的唯一途径,碳约束情景下,CCUS技术将在实现煤电碳达峰、碳中和目标中发挥不可或缺的作用。研究中首先使用综合环境控制模型(IECM)对燃煤电厂捕集技术环节的成本构成和经济性进行核算,得到中国燃煤电厂逐厂CO_(2)捕集成本和捕集量;其次,基于地质利用封存潜力及分布特征,构建CCUS源汇匹配优化模型,得到碳中和目标下的煤电CCUS项目分阶段布局方案;最后,以优化基础设施建设并通过规模经济降低成本为前提,使用聚类分析方法对煤电CCUS项目集群进行识别,进一步构建改进成本最小生成树模型,得到CCUS项目集群最低成本CO_(2)输送管道网络的路线优化策略。研究表明:碳中和目标约束下,需要对总装机容量约为355 GW的300个燃煤电厂进行CCUS技术改造,2030—2060年间可实现累积减排190.11亿t CO_(2)。煤电CCUS项目集群主要分布在华中、华北和西北地区,通过建立CCUS枢纽以实现CO_(2)运输基础设施共享,在松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地和鄂尔多斯盆地优先开展CCUS早期集成示范项目,能显著降低运输成本,推动CCUS技术大规模、商业化发展。