关于中国碳中和与能源转型实现路径的思考

应对气候变化是当前人类命运共同体面临的重大挑战。2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳目标”是中国作为负责任大国对全世界的庄严承诺,也是中国经济社会系统性变革、转型发展的重要战略目标。能源在实现碳中和目标中承担重要使命。针对中国化石能源占比高、能源需求刚性增长快的特殊条件,研究提出“两个轮子驱动,两大领域发力,一个核心抓手”,未来化石能源占比与终端用能电气化占比2个关键指标的中国能源转型路径。应该充分发挥政府引导和市场主导在能源转型和中国实现碳中和方面的作用,大力发展碳减排和碳消纳核心技术。必须处理好经济发展与能源安全和碳中和的关系,国家层面减排目标和各省、市、企业之间减排目标的关系,传统化石能源公司和新能源公司的关系,碳减排短期行动与长期目标的关系,中国与全球协同推进的关系。

面向碳中和的中国能源转型路径思考

基于气候变化与能源转型的背景,论述中国能源转型过程中面临的能源结构以煤为主、能源需求刚性增长以及碳中和时间紧迫三大挑战,重点探讨2060年一次能源结构中可再生能源占比80%技术路线在逻辑上的可行性。基于不同能源转型路径的对比分析,指出中国碳中和路径的多元化特性,提出综合考虑经济成本、环境代价以及系统可靠性的路径优选方法,以期为实现碳中和以及能源转型目标提供理论基础和实践参考。

富有机质泥页岩孔隙结构研究进展及展望

探究富有机质泥页岩孔隙结构的划分方案、前沿表征方法、演化及发育影响因素,对页岩油储量评价及商业开发具有指导意义。通过调研富有机质泥页岩孔隙结构研究进展,归纳孔隙的划分方案,对比不同现代测试手段在泥页岩孔隙结构表征过程中的优劣性,探讨海、陆相泥页岩孔隙结构的演化模式和有机、无机孔隙发育的主控因素,展望富有机质泥页岩孔隙研究未来的发展趋势。结果表明:(1)泥页岩储层表征的手段主要可以划分为成像法、流体侵入法、吸附法、散射法四类。(2)红外连用的原子力显微镜(AFM-IR)能够揭示泥页岩中显微组分的化学和岩石力学非均质性,小角中子散射(SANS)、核磁共振(NMR)和纳米CT技术是揭示孔隙连通性的重要途径。(3)沉积环境控制着泥页岩岩相和有机质母质来源,成岩和生烃作用及其相互间影响是泥页岩孔隙演化的主控因素,海、陆相泥页岩孔隙演化随时间和深度总体上均有“减孔→增孔→减孔→增孔→减孔”的规律,但陆相泥页岩在未熟-成熟阶段孔隙变化得更频繁。(4)Ⅰ型干酪根的有机质孔发育潜力远高于Ⅲ型干酪根,强生烃能力的腐泥组显微组分可发育丰富的有机孔隙,液态烃运移之后经二次裂解形成的焦沥青能提供更有效的连续性渗透路径。(5)成岩过程中无机矿物间的相互转化,长石、碳酸盐岩等矿物差异性溶蚀,压实、压溶和胶结作用等均会复杂化无机孔隙网络,有机-无机相互作用及矿物自身的岩石力学性质也是无机孔隙发育的重要影响因素。岩心在地表和地下所处环境差异巨大,未来的研究需要建立一个页岩孔隙在地面与地层条件下的反馈机制和矫正机制,进一步还原页岩油气在地下孔隙结构中真实的赋存状态。

低碳能源系统中能源利用技术现状及展望

能源系统脱碳是实现碳中和的关键,开展能源系统低碳转型需要在一次能源供应、能源加工与转化、能源终端消费等方面大规模地运用低碳能源技术。本文从低碳能源系统优化分析的角度出发,按照一次能源、二次能源、终端用能的分类,梳理了各类能源利用技术的发展现状并展望了未来趋势,进一步分析了能源利用技术在我国低碳能源系统中的应用前景与布局挑战。研究认为:太阳能发电、风力发电作为增长最快的可再生能源类型,将在能源供给环节持续发挥重要作用;生物质利用需要系统评估各类转换技术,促成生物质资源的跨行业优化分配;氢能、储能等二次能源亟需突破材料、性能、寿命等方面的技术瓶颈,追求低的系统成本与规模化应用;终端用能技术未来将以电气化为核心,依赖输配电系统的安全稳定转型与有效扩容。未来的能源系统低碳转型还需关注不同能源技术的协调发展,妥善处理技术因素与市场、制度、社会等非技术因素的协同关系,推动能源系统加速脱碳。

利用同化资料改进WRF-Chem对华北地区秋季PM_(2.5)预报的研究

气溶胶初始场同化能够提高WRF-Chem气象-气溶胶耦合预报的准确度。为了讨论气溶胶同化在不同时刻对耦合模式预报的影响,针对2015年10月一次重度霾污染过程,进行了一天4个不同时刻的气象-气溶胶联合同化及短时预报试验研究。结果表明,在同化气象资料的基础上同化气溶胶观测资料能够改善不确定性较大的排放源清单带来的模拟高估问题,减小初始场PM_(2.5)的正偏差;随着初始场PM_(2.5)浓度的下降,气溶胶导致的地面辐射的下降减弱,使得日间时刻6 h预报场的向下短波辐射量增加;日间近地面温度和湿度对辐射量变化的响应(增温减湿)呈现为在空间大面积上的重合和时间上的同步,这种响应在循环滚动预报的影响下即使在夜间也得到了延续;近地面增温减湿的结构有助于边界层向上发展,从而促进气溶胶的向上传输,最终进一步减弱预报场对地表PM_(2.5)的高估。因此,气溶胶同化带来的初始场PM_(2.5)信息的改善,使得6 h耦合预报的结果更加准确。

沉积盆地波动过程分析:研究现状与展望

沉积盆地的波状运动是板块内部地壳运动的主要表现形式,沉积盆地的形成演化是地球系统中各种波动过程相互叠加的结果。盆地波动过程分析从沉积速率时间序列中分解出有周期规律的波动曲线,获得盆地演化历史的新认识,主要包括控制盆地演化的波动周期与成藏旋回、盆地地壳升降运动与油气生成及热演化的关系、不整合面的时空分布与剥蚀量恢复、多尺度波动叠加控制下的地层格架时空分布与生储盖层配置关系、隆拗变迁规律与油气藏保存的关系等。盆地波动过程分析技术将成盆、成烃和成藏的研究思路与地壳的波动过程有机融合,可以定量描述油气成藏动态演化过程,对油气勘探实践具有指导作用。沉积盆地波动过程研究未来应着重开展超长天文周期与地球深部动力学旋回驱动的盆地波动机制研究,加强地质证据与数值模拟技术融合,完善盆地波动过程分析方法,推进盆地波动理论成果转化以全面理解圈层相互作用与资源环境效应。充分发挥盆地波动分析技术对油气藏分布规律的预测功能,为油气资源远景评价与勘探提供科学依据。

油气行业转型再电气化发展趋势研究

随着碳达峰、碳中和目标的提出,中国能源行业进入绿色低碳转型加速的新阶段,终端用能再电气化作为能源清洁低碳发展的重要抓手,呈现出加速演进的发展趋势,将在能源转型过程中发挥更为关键的作用。当前油气行业电气化率远低于工业领域平均水平,未来发展潜力较大,但仍需克服电力供应短缺、经济性不佳、技术不成熟及支撑政策待完善等问题挑战。为此需加快推进节能提效、技术创新、装备升级、电网改造、产业合作以及支撑保障六大工程,助力油气行业加速清洁低碳发展进程。

能源碳中和数据银行的动态机制及实践路径

数智技术和数据要素为能源行业面向“双碳”目标转型提供新机遇,在能源和数据驱动的广泛而深刻的经济社会系统性变革中发挥关键作用。然而,当前能源行业数字化智能化转型发展存在多重瓶颈,如何依托数据要素新理念,推动数智技术与能源产业深度融合发展,是当前亟待解决的理论和现实问题。本研究基于数据银行理论和数据要素市场化配置相关研究,结合能源大数据产业发展特征,提出了碳中和数据银行促进能源数字化智能化绿色化低碳化转型的动态机制,从能源数据资产化、平台化和市场化等环节探讨了能源数据多元化场景应用和价值化实现路径,以期为能源管理决策和能源数据产品的研发与运营提供理论和实践指导,从而最大化释放能源大数据资产价值,完善能源和数据要素全国统一大市场建设,促进绿色循环经济和能源数字经济协同发展,助力能源行业提升创新竞争力、加快碳达峰碳中和战略目标实现。

国有企业研究院创新管理与实践——以中国石化石油勘探开发研究院为例

诠释国有企业研究院内在的创新属性及其兼具的社会责任,阐述企业创新管理的理论依据,分析影响国企创新的体制机制方面面临的问题,认为国企研究院可以通过创新机制和制度履行创新主体责任。同时以笔者所在单位为例,介绍一个国企研究院在科技创新和管理创新方面的实践做法与体会。

新型固体储氢材料的研究进展

在碳中和的背景下,开发和利用可再生清洁能源已成为全球共识。氢气由于其燃烧时只产生水且热值高、无污染而被认为是较理想的清洁能源,受到全球广泛关注,但安全有效地储存和运输氢气的方法与技术仍然面临重大挑战。通过文献调研,简要介绍了几种固体储氢的新型材料和方法,包括纳米结构多孔碳储氢、生物质合成多孔碳储氢、天然矿物及其加工材料储氢、笼型水合物储氢和沸石-冰储氢等,分析了上述储氢材料和方法的优缺点,对未来可用的良好的储氢材料进行了展望,以期为解决储氢、运氢问题提供新思路。

中国陆相富有机质页岩沉积速率研究及其页岩油勘探意义

页岩的有机质丰度和纹层类型是页岩油勘探研究的重点内容。中国陆相富有机质页岩层系的沉积相变复杂且非均质性强,沉积速率的准确判识面临许多挑战。中国典型陆相盆地富有机质页岩的沉积速率多在5 cm/kyr以上,咸化湖盆富有机质页岩层系沉积速率最高可达40 cm/kyr。高精度年代学框架结合旋回地层学统计调谐可以追踪沉积速率随地层深度的变化,而页岩的相对沉积速率可以通过稀土元素配分模式、晶体粒径分布理论和星际尘埃特征元素丰度等方法判识。不同类型或不同时代的地层序列沉积速率比较,需要考虑地层完整性和差异压实等干扰因素。沉积速率是页岩有机质富集的重要影响因素,其对有机质稀释的临界值通常低于5 cm/kyr。水动力条件和水体盐度影响碎屑颗粒的絮凝作用,不同类型细粒沉积物的沉积速率差异有利于纹层结构的形成。页岩沉积速率研究需要融合包括地质年代学、岩石学、旋回地层学、地球化学和沉积物理模拟在内的先进理论和方法,以深入了解页岩沉积演化机理。揭示陆相页岩沉积速率与页岩油富集之间的内在联系,对页岩油勘探具有一定的指导意义。

我国典型5省煤电发展现状与转型优化潜力研究

地方省份是我国电力系统中长期规划和运行控制的主体,选择山东、山西、福建、湖南和海南这5个典型省份进行了煤电转型优化潜力和路径的分析研究。基于近期和中期上述各省电力的供需形势,在考虑省政府的电力发展规划、电力电量平衡和各省非煤资源发展潜力的约束下,依托于煤电机组装机大小、服役年龄、供电煤耗等要素的评估分析,为不同省份煤电机组提供了转型优化发展路径,并量化了相关结果。由于5省电力行业发展现状、清洁能源禀赋条件、经济发展水平、地理位置等各不相同,煤电合理装机规模和转型优化路径存在巨大差异,因此对5省煤电转型优化提出了不同的、有针对性的政策建议。

华为IPD管理体系在国有企业研究院的应用和实践

IPD是一套国际先进的产品研发流程管理体系,世界500强中80%的企业采用IPD进行产品开发。本文通过分析IPD流程的特点和优势,探讨IPD在国企中推广的可行性。介绍了IPD流程建设的基本步骤和主要成果认识,提出通过推行IPD可以为国有企业研究院产生积极的影响。

加快新型能源体系建设,以绿色化、低碳化、生态化推进中国式现代化

通过系统回顾和分析改革开放以来我国围绕“建设什么样的社会主义现代化国家”开展的理论探索,厘清中国特色社会主义现代化国家特征的演化与脉络,指出绿色化、低碳化与生态化是中国式现代化的显著特征与必由之路,以“绿色化、低碳化、生态化”推进中国式现代化必须加快新型能源体系建设,积极稳妥推进碳达峰碳中和。进而提出加快建设新型能源体系必须遵循立足资源禀赋,坚持先立后破,保障能源安全,坚持多能融合,注重风险防范,坚持小步快跑等原则。最后详细阐述新型能源体系建设路径,指出必须实现低碳链、创新链、产业链、价值链、政策链和宣传链的协同耦合。

从天然气到氢:中国新型能源体系的演化

当前,世界能源体系正在经历新的变革。一方面人类正面临能源安全、生态危机、气候变化等威胁,能源体系需要适应清洁低碳发展模式;另一方面新能源逐渐成为主角,给整个能源体系带来新的挑战。结合国情来看中国新型能源体系的演化路径,各类能源在能源体系中的角色将逐渐变化。天然气是支撑现有能源体系向新型能源体系过渡的承上启下的一种能源;氢能将接续天然气,在多个领域发挥其清洁灵活的优良特性,成为新型能源体系最终的关键支撑。天然气与氢能产业链有较高的相通性,是引导氢能在多个环节破局的最佳选择。建议推进我国天然气行业的增储上产和市场化改革;加大对氢能产业的政策支持力度,大力发展天然气掺氢运输和掺氢应用,超前规划部署建设氢能基础设施。油气企业应以天然气业务为平台孵化氢能业务,提前谋划天然气替代产业。

能源低碳发展和地方公正转型

现在转型金融已经在货币政策工具、信贷工具和债务融资工具商业方面有了一些探索和尝试,但在体量和规模上还远远不够。此外,在转型过程中,还需要强调功能转型的要素,并且突出地方转型的区域特色考虑。

四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征

通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释,利用有限元数值模拟方法,对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟,并结合岩心实测结果,预测了构造裂缝的发育特征。研究结果表明:①涪陵南地区裂缝主要形成期(燕山晚期)构造应力和裂缝的分布受断层、岩石力学性质和构造应力的影响,断层广泛发育的区域容易出现应力集中,并引起较大的应力梯度。②利用库伦-莫尔破裂准则预测了研究区构造裂缝的发育,同时引入剪切破裂指数R定量表征裂缝发育的强度,其值越大反映裂缝发育程度越高。窄陡断背斜和断层附近裂缝发育,以高角度剪切裂缝为主,而在宽缓向斜部位裂缝发育程度最弱,研究区五峰组—龙马溪组底部硅质页岩应力集中,裂缝最发育。③涪陵南地区海相页岩气保存有利区主要为3个区带:远离大断层的凤来向斜内部,主要构造变形期未遭受大的破坏作用,其位于应力低值区,具有良好的保存条件,为Ⅰ类有利区;白马向斜内部小断层发育,应力值位于中等水平,保存条件中等,为Ⅱ类较有利区;石门—金坪断背斜遭受到强烈改造作用,容易产生大规模剪切裂缝,破坏了保存条件,为Ⅲ类不利区。

中国生物油气发展现状及未来对策

生物油气是基本不改变油气利用形态又能实现碳减排的油气产品。2023年中国生物油气产量约为689万吨标煤,占生物质能源产品的17%。与传统油气相比,生物油气具有“分散式小规模”“点多面广”的生产经营特点,“就近利用”“就近入网”的运输利用特点,“跨行业多部门”“特许经营与市场运行并存”的发展模式特点。当前中国生物油气发展面临气候治理和碳中和目标的新动力,规模提升与模式创新并重的新要求,出口受阻与国内市场容量不足并存的新问题。未来生物油气需要实施“原料、市场、模式、技术”四大战略:进一步完善生物油气相关的有机废弃物收集、运输和储存体系,扩大原料规模;扩大国内B5车用燃料推广范围,拓展生物船舶燃料和生物航煤国际市场;以生物油气分布式应用场景、低碳和绿色认证体系为抓手,拓展生物油气负碳效应;以木质纤维素乙醇、微藻柴油、可持续航空燃料、合成生物燃料为重点,加大科技创新力度,促进生物油气产业迭代升级。

论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

深入探究页岩气富集机理是保障勘探开发高效推进的基础。本研究通过对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践的系统分析,梳理总结前人研究成果,从生成机理、运移机理、赋存机理和保存机理四个方面对海相页岩气富集机理进行了深入分析,并讨论了深层和常压页岩气的勘探开发潜力。结果表明:在生成机理方面,埋藏史和热演化史控制了页岩生排烃史、生排烃量和现今含气量;页岩气运移机理涉及运移动力、运移相态、运移方式和运移通道四方面内容,页岩气运移主要是烃源岩内的初次运移,同时讨论了初次运移的影响因素;在赋存机理方面,甲烷—页岩间表现出单/多分子层吸附和微孔充填等多种赋存机制,组分润湿性和孔隙有效性是决定甲烷吸附赋存和解吸运移的关键;在保存机理方面,盖层和物性自封闭是主要的保存机理,构造运动引起的裂缝—流体活动是页岩气保存条件遭到破坏的主要原因,流体活动时间和期次研究是页岩气保存条件和含气量定量评价的重要内容。页岩气富集机理的系统分析和创新认识为页岩气勘探开发评价提供了重要依据,建议加强页岩气演化历史全过程的动态评价。结合深层和常压页岩气勘探实践,分析了深层和常压页岩气的成因机制及主要特征,指出了下一步攻关内容及勘探方向。

白垩纪特提斯域原型盆地与岩相古地理及其控油气作用

研究特提斯域在白垩纪的古构造格局、原型盆地及岩相古地理特征,对于深化特提斯域油气富集规律认识具有重要作用。在聚焦早白垩世(125 Ma±)和晚白垩世(90 Ma±)特提斯域原型盆地和岩相古地理发育特征的基础上,重点讨论了白垩纪构造、沉积演化对特提斯域油气成藏条件及富集的控制作用。研究结果表明:①早白垩世(125 Ma±),新特提洋处于快速张开阶段,在特提斯域近劳亚大陆一侧的欧洲—北非段、中东—中亚段主要发育被动陆缘盆地、裂谷盆地和弧后盆地,在中国西部—印度段主要发育被动陆缘盆地和弧后盆地,中国东部—东南亚段主要发育克拉通内盆地。在特提斯域近冈瓦纳大陆一侧广泛发育被动陆缘盆地。②晚白垩世(90 Ma±),新特提洋处于萎缩早期阶段,特提斯域近冈瓦纳大陆一侧被动陆缘盆地及近劳亚大陆一侧裂谷盆地与弧后盆地继承发展。③特提斯域北缘与南缘在早、晚白垩世均广泛发育厚层以砂岩+泥岩+碳酸盐岩为主的岩相组合,纵向上形成多套有利生-储-盖组合,在冈瓦纳大陆北缘的北非、中东及澳大利亚板块北部地区,油气成藏条件更为优越。④中东波斯湾地区白垩纪在相对稳定的板块构造背景下发育了被动陆缘原型盆地及滨浅海-半深海沉积,加之阿拉伯板块持续位于低纬度环境,由此形成和保存了白垩系富有机质烃源岩和多套优质储-盖组合,为大规模油气富集提供了优越的成藏条件。