隨著全球各國減碳趨勢的加強，油氣行業(yè)作為關(guān)鍵碳排放大戶，在能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中居于重要地位，多個歐美國際化經(jīng)營的油公司都出臺了減碳目標(biāo)和遠(yuǎn)景規(guī)劃，主動采取措施降低油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)和煉化銷售活動中產(chǎn)生的二氧化碳和甲烷等溫室氣體的排放，并在環(huán)保和資本市場的壓力下加大對減碳新技術(shù)的投資和推廣力度。

碳捕集、利用和封存技術(shù)(CCS/CCUS)作為一項綜合性技術(shù)，在全球已經(jīng)有近30個工業(yè)化運營項目，在歐洲以海上CCS項目為主，在北美以二氧化碳-EOR(提高采收率)為代表的CCUS技術(shù)已經(jīng)非常成熟。在碳減排驅(qū)動下，2020年后全球新規(guī)劃的碳減排項目多以CCS為主要目標(biāo)，當(dāng)CCS作為一項區(qū)別于CCUS技術(shù)單獨應(yīng)用時，不再是二氧化碳驅(qū)油技術(shù)的簡單延伸，而具有其特殊性和復(fù)雜創(chuàng)新性的一面，尤其是地下二氧化碳聚集體在埋存層位的運移規(guī)律，以及與原始地層流體間的多種物理化學(xué)相互作用存在多種未知機理等。

國際油氣公司主要CCS/CCUS項目喜憂參半

雖然CCS/CCUS技術(shù)應(yīng)用具有前景，國家石油公司有動力推動CCS/CCUS項目建設(shè)，但部分項目表現(xiàn)不佳，面臨巨大的財務(wù)、技術(shù)挑戰(zhàn)，缺乏成熟的商業(yè)模式、穩(wěn)定的收入來源，導(dǎo)致成本居高不下，難以從碳減排中得到回報，項目運行喜憂參半。

美國彼得諾拉百萬噸CCUS項目于2016年投產(chǎn)，項目依附于NRG電力公司位于休斯頓西南郊的電廠4套煤電機組之一的8號機組，目的是捕集該機組1/3的碳排放。該項目于2013-2014年高油價期間建造啟動，在2020年由于低油價而暫停。雖然該項目由于商業(yè)原因被中斷，但該項目總體上技術(shù)是成功的，基本實現(xiàn)了項目最初的捕集和注入承諾，為電力行業(yè)與油氣行業(yè)聯(lián)手進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型提供了非常寶貴的操作經(jīng)驗，也讓業(yè)界認(rèn)識到跨行業(yè)能源轉(zhuǎn)型合作項目管理的復(fù)雜性。

澳大利亞高更CCS項目由雪佛龍公司運營，從高更海上氣田天然氣中剝離出二氧化碳雜質(zhì)，壓縮液化后回注至400米厚的含水砂層。高更項目2016年開始產(chǎn)氣，每年從天然氣中分離出約400萬噸二氧化碳，原本目標(biāo)是在產(chǎn)氣后5年內(nèi)將二氧化碳排放量降低80%，但由于技術(shù)問題，CCS項目直到2019年才投入運行，截至2021年中CCS項目累計只封存了32%的氣田產(chǎn)出二氧化碳，埋存井注入能力(210萬噸/年)只有項目設(shè)計(400萬噸/年)的一半。為了滿足雪佛龍對澳大利亞政府的減碳承諾，該公司不得不于2021年在澳大利亞碳交易市場上花費2億多美元購買碳稅抵免。

即便如此，該項目在2016-2021年運行中的糟糕表現(xiàn)讓全世界許多對CCS項目持懷疑態(tài)度的公眾人士和機構(gòu)找到了充分的批評理由。

雖然部分項目飽受爭議，但是從全世界范圍看，CCS/CCUS仍是眾多大型油公司穩(wěn)步綠色發(fā)展的發(fā)力點，并取得了積極進(jìn)展。

挪威國家石油的斯萊普內(nèi)爾和斯諾威特是歐洲兩個最悠久最成功的海上CCS項目，都是將天然氣田分離出的二氧化碳回注至產(chǎn)層以上或以下的鹽水砂巖層。斯萊普內(nèi)爾項目1996年投產(chǎn)，每年通過水平井注入地層約100萬噸在海上平臺就地分離的二氧化碳，目前每天注入能力約2000立方米。斯諾威特項目從2008年投產(chǎn)后年設(shè)計注入量約70萬噸。

基于這兩個項目的成功，挪威國家石油正在與殼牌和道達(dá)爾合作，推進(jìn)北極光CCS項目。該項目將從奧斯陸多個包括垃圾發(fā)電廠、水泥廠在內(nèi)的工業(yè)氣源捕集二氧化碳，于2019年獲得政府許可，目前船運接收碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施正在建設(shè)中，第一口二氧化碳注入井已于2020年完工，2022年將完成第二口注入井，兩艘定制的液態(tài)二氧化碳專用運輸船計劃于2024年上半年交付，該項目預(yù)計2024年投入運行，將成為歐洲的旗艦CCS項目，年注入量150萬噸二氧化碳。

殼牌從2015年11月開始，將加拿大阿爾伯塔重油升級項目SMR制氫裝置產(chǎn)生的二氧化碳副產(chǎn)品用液氨吸收捕集，分離出的二氧化碳在液壓后通過64公里管線輸送至3口注入井，注入埋深2000-2500米的鹽水層，年注入量約100萬噸，目前封存超過約600萬噸。投資約13.5億加元(66%來自政府)，項目未超支未逾期。在該項目的成功基礎(chǔ)上，殼牌珍珠CCS項目計劃于2025年啟動，二氧化碳捕集自斯科特福德煉廠和化工廠。

加拿大塞諾佛斯公司的韋伯恩-米戴爾 CCUS項目從美國北達(dá)科他州的煤炭氣化和煤電廠捕集，用于其在韋伯恩油田的EOR項目(注入量6500噸/天)，以及阿帕奇公司的米戴爾油田EOR(1200噸/天)，該項目于2000年10月啟動，投資8000萬美元，美加政府共提供約520萬美元，每年注入300萬噸，已累計注入3000萬噸。

美國OXY公司的龍舌蘭CCUS項目是該國目前捕集規(guī)模最大的CCUS項目，于2010年啟動。2010年投產(chǎn)的1號生產(chǎn)線年捕集500萬噸二氧化碳，2012年投產(chǎn)的2號生產(chǎn)線將年捕集能力增加到840萬噸，通過管線輸往位于德州西部二氧化碳管網(wǎng)中樞，再進(jìn)入OXY在二疊盆地的眾多EOR油田。

美國?？松梨诘奶K特克里特CCUS項目位于懷俄明州拉巴奇氣田，將該氣田處理分離后的硫化氫被轉(zhuǎn)為與二氧化碳混合成高濃縮酸性氣體(60%硫化氫+40%二氧化碳)，又被注回原產(chǎn)氣層，年回注量約40萬噸。經(jīng)過歷年多次擴建改造，該設(shè)施的二氧化碳年捕集能力逐漸增加到700萬噸。2022年2月，美孚再次通過擴建投資決定，將現(xiàn)有的每年的600萬-700萬噸捕集量再增加120萬噸，擴建設(shè)施將于2025年投產(chǎn)。

國際油公司CCS/CCUS面臨技術(shù)、經(jīng)濟與法律挑戰(zhàn)

目前CCUS最大市場是提高油田采收率，對油公司二氧化碳商業(yè)化應(yīng)用而言，CCUS無疑是最佳選擇。

美國擁有全球最成熟的二氧化碳-EOR技術(shù)和悠久實踐，目前全美約35萬桶/天的原油產(chǎn)量來自二氧化碳-EOR項目，最大二氧化碳-EOR產(chǎn)區(qū)位于二疊盆地，主要二氧化碳用戶的OXY公司每年注入量超過2000萬噸。這些低成本的天然二氧化碳?xì)庠垂?yīng)了美國二氧化碳-EOR用氣的大部分，但對油公司的減碳目標(biāo)并無意義，只有不到30%氣源來自工業(yè)捕集(包括天然氣處理廠)。如何從政策上鼓勵作業(yè)者從天然氣源轉(zhuǎn)向工業(yè)氣源，才能真正體現(xiàn)出油氣行業(yè)通過二氧化碳-EOR實現(xiàn)碳中和的目的和意義。

挪威政府自1991年起即開始對工業(yè)性二氧化碳排放征收懲罰性碳稅(約70美元/噸)，2030年將增至237美元/噸，這也是20世紀(jì)90年代挪威國家石油公司率先啟動全球最早的北海CCS項目的原因。

為了鼓勵工業(yè)性碳減排，美國國會2008年出臺了45Q政策，開始對人工捕集并埋存二氧化碳的做法進(jìn)行退稅獎勵。如果沒有45Q這樣的國家政策支持，類似PetraNova這樣的項目在美國是無法想象的。為了響應(yīng)減碳理念，北美油氣界還提出了所謂的“負(fù)碳石油”或者“綠色石油”概念。OXY公司2022年3月宣布將在二疊盆地興建大型空氣直接捕集二氧化碳裝置，利用當(dāng)?shù)卮罅康牡蛢r伴生氣，使用天然氣發(fā)電機組在純氧燃燒+燃燒后二氧化碳捕集條件下實現(xiàn)發(fā)電機組本身的零污染和零碳排放。

不過要實現(xiàn)“綠色石油”并不容易，從北美作業(yè)者經(jīng)驗看，在現(xiàn)有商業(yè)模式理念下，二氧化碳-EOR項目只能是在滿足驅(qū)油經(jīng)濟性為首要目標(biāo)的條件下，兼顧埋存需要，在項目早期通常能明顯體現(xiàn)出碳中和的優(yōu)勢，到了中后期，從產(chǎn)出液中分離出的循環(huán)二氧化碳比例越來越高，外購二氧化碳從相對比例上不斷減少(絕對數(shù)量可能增加)，而且由于后期隨著采收率的提高，驅(qū)油效率降低，驅(qū)油難度不斷增大，新增每桶原油所消耗的二氧化碳注入量和成本也會增加，最終項目經(jīng)濟性也不斷降低。在這個階段，除非政府能加大對碳埋存的財稅鼓勵措施，促使作業(yè)者在開發(fā)后期能有意識在EOR驅(qū)油與碳埋存這兩個相互矛盾的目標(biāo)之間主動偏向后者，將更大范圍的非驅(qū)油用地下孔隙體積開放給碳埋存，否則二氧化碳-EOR項目的碳中和能力將不斷下降。

與此同時，由于CCS/CCUS項目應(yīng)用時間有限，地下封存的安全性尚未完全得到時間檢驗，由此在西方國家除了技術(shù)性和經(jīng)濟性挑戰(zhàn)外，新項目還面臨著法律挑戰(zhàn)。在CCS項目成規(guī)模推廣前，政府必須明確CCS項目法律責(zé)任主體：埋存層位礦權(quán)歸屬，捕集二氧化碳產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)移和歸屬，二氧化碳地下封存長期風(fēng)險責(zé)任最終歸屬。美國各州正在搭建中的法律框架路線圖包括下面幾種處理方式：

一是當(dāng)CCS項目停止注入后，在滿足棄井條件后，由州政府接管碳埋存法律責(zé)任;二是政府和民間建立埋存基金，由二氧化碳排放單位按捕集量付費;三是政府建立埋存基金，征收碳稅+多種途徑繳納風(fēng)險基金。

CCS/CCUS實踐是油氣行業(yè)在完全轉(zhuǎn)型之前一種過渡方式

盡管全球氣候變化的壓力與日俱增，但從可持續(xù)發(fā)展角度看，油氣行業(yè)能源轉(zhuǎn)型從近期看只能是從低碳油氣方式開始，即在油氣生產(chǎn)、運輸、銷售過程中采用多種方法來降低碳足跡。這樣既避免了打斷能源市場的正常供給，也確保了油氣行業(yè)自身能夠以時間換空間，在轉(zhuǎn)型過渡期內(nèi)用油氣板塊的收益來支持新能源板塊業(yè)務(wù)的研發(fā)需要和項目投資，最終實現(xiàn)多種能源方式互補共存的碳中和生態(tài)系統(tǒng)。

對比2022年歐洲能源市場在多重危機下的動蕩和美國能源市場的相對穩(wěn)定，不難看出可持續(xù)性發(fā)展的重要性。作為主動減碳的最主要方式，雖然CCS/CCUS面臨著技術(shù)不成熟、技術(shù)擴展難度大、應(yīng)用成本高等諸多瓶頸，但是不失為油氣行業(yè)在完全轉(zhuǎn)型為新能源之前的一種過渡方式。從這個意義上，海底碳封存作為

海洋油氣開采技術(shù)的自然延伸，有望隨著CCS/CCUS技術(shù)的成熟和擴張而獲得進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。

在CCUS/CCS產(chǎn)業(yè)鏈里，碳捕集是成本最高的環(huán)節(jié)，特別是從煤電廠捕集，這也是各公司應(yīng)用研究較集中的部分。多家國際油公司近年都在現(xiàn)有油氣開發(fā)項目中增加了CCS/CCUS內(nèi)容的投資，并與外部小型初創(chuàng)公司合作，通過風(fēng)險投資，依賴外部力量來推動CCS/CCUS技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新。

從全球油氣能源行業(yè)多個CCS/CCUS項目案例看，成本高、執(zhí)行難度大已經(jīng)成為推廣CCUS項目的主要阻力，雖然從發(fā)展觀點看，CCS/CCUS產(chǎn)業(yè)鏈的每一個環(huán)節(jié)都存在改進(jìn)和降本空間，但是縱觀全球，除了技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)外，政府的支持力度對CCS/CCUS的推廣至關(guān)重要。一旦解決了經(jīng)濟性的問題，技術(shù)擴展的問題才有望通過更多公司的參與，通過漸進(jìn)式的技術(shù)創(chuàng)新而獲得解決。

比起油氣開采技術(shù)，CCS/CCUS技術(shù)仍處于早期階段，需要在實踐中不斷優(yōu)化，包括高更和彼得諾拉這樣的項目并未完全實現(xiàn)其最初的宏偉減碳目標(biāo)，其原因在于未能很好地解決關(guān)鍵流程技術(shù)，它們?yōu)槟茉葱袠I(yè)的其他CCS/CCUS項目提供了有益的經(jīng)驗和教訓(xùn)。

歐洲大型油公司無疑是全球能源轉(zhuǎn)型的行業(yè)領(lǐng)軍者，它們已經(jīng)身體力行地率先對海上風(fēng)電、光伏等可再生能源及海上CCS/CCUS項目進(jìn)行了長期大規(guī)模投資并獲得了實際經(jīng)驗，已將他們在海洋油氣工程采辦和項目管理方面的技術(shù)和管理優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為海上能源轉(zhuǎn)型領(lǐng)域內(nèi)的真正優(yōu)勢。

基于北美在二氧化碳-EOR領(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢和經(jīng)濟性考量，北美大型油氣公司則更專注于針對EOR的CCUS。與此同時，他們也加強了生物燃料和空氣直接捕集方面的投入和研發(fā)。雪佛龍公司也從2020年起投資了研發(fā)空氣直接捕集的初創(chuàng)公司。