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利用类毕业论文格式范文 与CCUS的关键利用方面毕业论文格式范文

主题:利用论文写作 时间:2024-02-23

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利用论文参考文献:

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发展全流程CCUS 产业,要立足气源与矿场应用一体化降低气源成本,立足驱油与埋存一体化实现埋存和增产原油最大化.

李阳 油气田开发地质、开发工程专家,教授级高级工程师,中国工程院院士.现任中国石化股份公司副总工程师,国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发专项”技术副总师,201 6中国CCUS产业技术创新战略联盟轮值主席.

长期从事油气藏提高采收率理论与工程技术研究工作.近年来致力于二氧化碳捕集及驱油提高采收率技术的研究与示范应用,在中石化CO2捕集、驱油和产出CO2回收利用技术方面取得重大进展,实现增加原油产量和CO2埋存的“双赢”,推动了CCUS技术的发展和应用.

CCUS(碳捕集、利用和封存)是近年来国际社会应对气候变化的热点问题.数据显示,近150 年左右,大气中的二氧化碳含量大幅度增长,由工业革命前的280mg/L 上升至目前的396mg/L,导致全球气温上升.全球碳捕集研究院发布报告预警称,如果碳排放没有大幅度减少,预计到本世纪末全球升温超过2℃,极端天气和自然灾害将更加频发.

应对气候变化的需要催生了CCUS技术.2006 年中国成为全球最大的碳排放国家以来,我国的碳排放量约占全球碳排放总量的1/4,减排和应对气候变化的压力日益增大.作为二氧化碳减排的有效途径,CCUS 兼顾了能源开发利用与环境保护两大主题.对我国以煤炭为主要能源的消费结构来说,发展CCUS 技术是实现温室气体减排的必然选择.因此,应进一步加大技术研发,降低捕集技术的成本及能耗,发展全流程CCUS 产业.

我国CCUS政策和行动

我国高度关注CCUS 技术发展.上世纪90 年代以来,先后制定了一系列政策和法规,推动了技术和产业发展.

1992 年7 月,国家发布了《中国21世纪议程—中国21 世纪人口、环境与发展白皮书》;2003 ~ 2010 年,发布《中国应对气候变化国家方案》《中国应对气候变化科技专项行动》;2011 ~ 2014 年,发布《中国碳捕集、利用与封存技术发展路线图》《“十二五”国家碳捕集与封存科技发展专项规划》《关于推动碳捕集、利用与封存试验示范的通知》《关于加强碳捕集、利用与封存试验示范项目环境保护工作的通知》;2014 年以来,发布《强化应对气候变化行动—中国国家自主贡献》《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南( 试行) 》《全国碳排放权交易市场建设方案(发电行业)》.北京、上海、陕西、宁夏、河南等16 个地方政府出台了20 多项政策和法规,积极推动CCUS 技术和产业发展.

在国家科技部指导下,2013 年11 月6 日,由企业、研究院所和大学组成的CCUS 产业技术创新战略联盟成立,以推动CCUS 技术及产业的创新与发展.中石化、中石油、华能、神华等企业已在国内建成30 多个示范项目,吉林油田二氧化碳-EOR、胜利油田二氧化碳捕集和驱油等项目取得好效果.

2010 年,为了推动CCUS 技术和产业发展,在国际社会提出的CCS(碳捕集和封存)基础上,我国提出CCUS 发展理念,构建了一条从“C(捕获)”输送到“U(利用)”或者“S(封存)”的完整链条.国家科技部指出,我国应该以“U”为中心,发展CCUS 技术来推动产业发展.这一理念被国际社会广泛接受.

在国家“973”、“863”等重大研发及示范工程项目的支持下,我国CCUS 产业形成了二氧化碳捕集、驱油利用和盐水层封存技术,并建成了多个二氧化碳驱油与埋存技术研发(实验)中心,聚集了专业技术创新团队,建成了国际一流实验装置平台,形成了完备实验测试方法体系.

我国CCUS技术发展状况

我国CCUS 技术研究聚焦在高效捕集、安全埋存及高效驱油利用的科学问题,研究低成本捕集技术、驱油/ 埋存工程方法、埋存安全监控等技术和方法,在不同类型排放源捕集、驱油与埋存、盐水层埋存以及综合利用技术研究方面取得了进展.

形成了针对三种主要排放源的捕集技术.

二氧化碳的排放主要来源于高碳天然气、燃煤电厂、水泥厂、钢铁厂、煤化工和炼化厂等.经过近年来的研究和示范,国内已形成高碳天然气、燃煤电厂和炼化厂排放源的捕集技术,建成了130 多万吨的二氧化碳捕集能力,其中煤化工二氧化碳排放浓度高,捕集成本低.

高碳天然气捕集技术:以松南高碳天然气分离捕集装置为代表, 采用MDE A 胺法脱碳工艺,将松南高碳气田(二氧化碳含量23%)中的二氧化碳捕集分离,生产清洁天然气,年处理能力达50 万吨.

炼化厂捕集技术:以中原化工总厂烟气捕集处理装置为代表,采用复合胺液捕集二氧化碳工艺技术,将催化裂化烟气(二氧化碳含量16.6%)中的二氧化碳捕集回收、液化,减少二氧化碳排放,捕集规模12 万吨/ 年.

燃煤电厂捕集技术:从燃烧类型划分,主要分为燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧三种途径.燃烧后捕集是现阶段的主流方向,目前第一代二氧化碳捕集技术已趋于成熟.

胜利电厂已建成了国内首个燃煤电厂烟气CCS 全流程工程.该工程将胜利电厂燃煤烟道气中体积浓度约14% 的二氧化碳进行捕集并压缩、液化,最终纯度达99.5%,年捕集能力3 万吨,输送至胜利低渗透油藏进行驱油和封存.该碳捕集技术采用MS A 复合吸收剂和热泵技术,与传统MEA 法相比,具有吸收能力提高30%,再生能耗下降20%,氧化降解率由3.08% 下降到0.52% 的技术优势.热泵技术将低品位余热提升为高品位热能再利用,使每吨液体二氧化碳再生能耗降低25%,节约成本25 元.通过碳捕集技术的应用,胜利电厂液体二氧化碳捕集成本控制在300 元/ 吨左右.

二氧化碳驱油埋存技术进展.

由于缺乏天然二氧化碳气源,气驱技术在中国工业化应用较晚.近年来,碳捕集技术发展提供了二氧化碳气源,为气驱提高采收率创造了条件.中石油、中石化和延长石油在30 多个区块开展了二氧化碳驱油埋存矿场试验.其中,中石油以捕集高碳天然气中的二氧化碳为基础开展了二氧化碳驱油-EOR 实践;中石化以燃煤电厂、高碳天然气、炼化厂捕集二氧化碳为基础开展了CCUS 全流程工程实践;延长石油则开展了以石油化工与煤化工耦合副产品二氧化碳为基础的驱油工程实践,实现了示范区增加原油产量和二氧化碳埋存的“双赢”.

经过多年研究,特别是近10 年的攻关和示范,我国二氧化碳驱油埋存基础理论研究和工程技术有了重大进展,形成了二氧化碳混相驱、非完全混相驱室内试验评价、气驱方案设计、全过程数值模拟实时跟踪及调整技术、二氧化碳分层注采集输工艺技术、二氧化碳腐蚀与防护技术、二氧化碳综合监测和风险控制技术、驱油及埋存选址和容量评估等技术,为大规模推广应用提供了技术支撑.

草舍油田泰州组低渗透油藏位于溱潼凹陷南部深凹边缘的陡坡断阶带,油藏埋深3020 米,孔隙度14.08%,渗透率46mD,原油黏度12.83 mPa·s,混相压力29.34MPa.2005 年7 月,注入井5 口,采用连续注气转水气交替方式注入.2013 年12 月完成注气,累注二氧化碳液体17.98 万吨,已累计增油6.65 万吨,提高采收率4.68%,预计最终可提高采收率17.2%.

濮城油田沙一高含水油藏位于东濮凹陷隆起带东北部,孔隙度28.1%,渗透率690mD.1992 年因高含水停产废弃,油田采出程度达到50.9%.2008 年,濮1-1 井进行二氧化碳驱油先导试验,2013年12 月扩大注入,设计注气井10 口,生产井38 口.采用水气交替注入,已累注二氧化碳液体34万吨,累计增油1.7 万吨,预计最终提高采收率6%.

咸水层二氧化碳驱水与盐水层埋存技术进展.

我国西部和内蒙在干旱地区煤化工产业集中,在深部咸水层采用二氧化碳封存与咸水开采技术,既可以实现埋存,又可以提供水资源,具有较好的技术前景.神华CCS 项目在全球首次建成了煤制油高浓度二氧化碳陆相咸水层年封存10 万吨级CCS 示范工程,累计注入30.2 万吨二氧化碳,初步证实了其技术可行性.

综合利用技术研究进展.

二氧化碳综合利用研究覆盖了矿业、化工、能源、环境等领域.二氧化碳微藻生物制油以炼厂二氧化碳废气为碳源,吸收二氧化碳能力相当于森林的10 ~ 50倍,同时养殖的微藻为生物柴油的开发提供基础原料,可为炼厂减排二氧化碳20% 以上,同时实现循环利用.目前,中国石化已完成中试.磷石膏矿化固废利用及二氧化碳合成气等技术获得了重要进展,展示了良好前景.

CCUS技术发展前景

CCUS 技术应对气候变化的作用已成为国际社会的共识.据IPCC 研究,在几乎所有应对气候变化的情景下,都需要CCUS 的贡献.因此,我们应该尽早发展和布局CCUS 技术和产业,特别是在我国社会经济发展与区域环境容量矛盾日益加剧的情况下,发展CCUS 更具重要的现实意义.

我国CCUS 利用前景广阔.煤炭在现在和将来的较长时期,仍然是我国能源的主力.其直接燃烧引起大量的二氧化碳排放.应用CCUS 耦合煤的多联产技术,可以实现煤的清洁化利用、促进煤化工产业快速发展,有望形成新的经济增长点,有效支撑我国绿色低碳发展战略.

CCUS-EOR 技术,可以提高原油采收率、增加油气产量、减少能源对外依存度.矿场实践表明,二氧化碳-EOR提高采收率幅度达8% ~ 20%,是有效的增产手段,对国家能源安全具有重要的战略意义.

二氧化碳综合利用存在潜在收益.二氧化碳化工产业、二氧化碳生物利用技术已成为国内外二氧化碳利用的研究热点,部分化工利用技术已进入产业化,预示着良好的发展前景.

我国亟待加快CCUS 技术升级换代.一是在当前技术条件下,成熟的化学吸附法能耗高、成本高,捕集成本为300 ~400 元/ 吨,埋存成本为200 ~ 300 元/吨.从发展的视角看,企业负担不起.同时,增加捕集二氧化碳环节,发电厂每千瓦时能耗将增加10% 左右.二是我国东部地区油藏多为陆相沉积,原油大都为石蜡基原油,二氧化碳混相压力高,驱油效率较低,提高采收率幅度低,大规模驱油利用需进行深化研究.因此,需要加强基础研究和应用技术研发,加快CCUS 技术升级换代.

依据CCUS 技术的研发进展,预计2035 年,第一代捕集技术的成本及能耗与目前相比降低15% ~20%;2045 年前后,第二代捕集技术实现商业应用,成本及能耗将比第一代技术降低10% ~ 15% ;2050 年,CCUS 技术实现广泛部署,建成多个CCUS 产业集群.

促进CCUS 全产业链发展.我国CCUS 产业化发展方向是发展全流程CCUS 产业,特别是要立足于气源与矿场应用一体化,提供低成本气源,提升整体效益.要立足于驱油与埋存一体化,实现二氧化碳埋存和增产原油最大化.应重点推动京津冀、鄂尔多斯区域CCUS 产业发展.京津冀地区社会经济发展与环境容量矛盾突出.该地区有胜利、大港、华北等油田,具备二氧化碳驱油埋存的条件,因此可以选择京津冀地区进行CCUS技术与产业发展示范工程建设,开展埋存潜力评价,实现源汇匹配,有效缓解区域环境容量紧张问题,并探索建设长效稳定的组织运行机制,实现利益相关方的合作共赢.

责任编辑:郑 丹

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