碳循环经济下的“石油路径”

李权云

2020年G20峰会期间，沙特阿拉伯作为世界主要产油国，把稳定全球能源市场、推进碳循环经济提上“年度重要议程”，并以峰会东道国的身份进行推广，称“如果在全球范围内采用碳循环经济计划，将有效降低碳排放，同时保持充足的能源供应”。

同年11月，经过一系列研讨谈判，碳循环经济的概念最终纳入《能源部长会议声明》和《二十国集团领导人利雅得峰会宣言》等文件，得到G20成员国的支持和赞同。国际能源经济学协会（IAEE）、石油输出国组织（OPEC）等国际组织也开始关注碳循环经济，合作编制了碳循环经济框架下的指南研究报告，向G20成员和其他国家提供可选性工具。

碳循环经济是围绕二氧化碳减量、再利用、再循环和碳去除所进行的经济活动总称，其目的是将暂时排放的碳转化为可持久利用的碳。在能源安全和气候治理问题重要性不断凸显的今天，碳循环经济成为各方推动发展转型的重要议题。

2021年，中国石油将“绿色低碳”纳入公司发展战略，明确了“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署，并制定时间表和路线图。近日，中国石油发布《绿色低碳发展行动计划3.0》（以下简称《行动计划》），从“碳循环经济体系”的理念出发，提出了“天然气+”“氢能+”“CCUS产业链建设”三个创新点，系统展示了中国石油迈向2050碳循环经济之路的路线图。

在共同应对全球气候变化的大背景下，人类主体能源由高碳向低碳过渡、最终实现绿色清洁发展已经是不可逆转的潮流。中国石油天然气集团有限公司党组书记、董事长戴厚良表示，能源企业既是能源生产大户，也是能源消费大户，必须在坚持节约能源资源和降低碳排放方面立足主战场、当好主力军、打好主动仗。

人类与碳的“相爱相杀”

人类“讨厌”碳，但离不开碳。

数十亿年来，碳在大气、海洋和陆地生态系统之间自然稳定地循环流动，形成碳平衡。两次工业革命期间，煤炭和石油成为生产力发展的催化剂，人类直接从地下开采化石资源，排放的CO2打破了长久以来的碳平衡，地球的气候和环境由此发生改变。

尽管温室效应导致的气候危机迫在眉睫，但在可预见的未来，化石能源仍将在能源系统中扮演重要角色。根据国际能源署发布的《全球能源领域2050净零排放路线图》，2020年化石能源占全球一次能源供应总量的79%，净零情景下2030年化石能源占62%，2050 年化石能源仍然占22%。

根据中国石油集团经济技术研究院提出的2060年碳中和情景，到2050年，中国煤炭、石油、天然气、核电、水电和其他可再生能源的占比分别为12.2%、 8.4%、13.9%、9.2%、10.2% 和46.2%，化石能源在中国能源体系中仍将发挥着“压舱石” 和“稳定器”的作用。

中国是世界上最大的能源生产国，能源自给水平保持在80%以上。中国人均能源资源拥有量相对较低，原油、天然气对外依存度分别超过70%、40%，油气资源保障成为我国能源安全的核心问题之一。能源发展面临资源短缺、环境保护的双重约束。

“这要求我们以保障能源安全为前提，加快形成清洁低碳、安全高效、多元互补的现代能源供给体系，着力提高能源自主供给能力。”戴厚良表示，作为世界上最大的发展中国家，未来一个时期中国仍将保持能源消费的刚性增长，面临能源需求增加和绿色低碳转型的矛盾，要坚持节能优先的能源发展战略，强化能源消费强度和总量双控，大幅提升能源利用效率，严格控制化石能源消费。

能源行业是碳达峰、碳中和的重点行业。从全球实践来看，通过“减碳、用碳、替碳、埋碳”进行优化调整，是提高能源供给质量的有效举措，也是包括中国石油在内中国能源企业积极探索的主要路径，这也符合碳循环经济减少、再利用、再循环，移除的4R 原则。

中國石油长庆姬塬油田伴生气回收利用装置。图/中国石油

“减碳”是从源头减少碳排放，重点是大力发展天然气业务，充分发挥天然气在未来能源体系中的关键支撑作用，持续加大风能、太阳能、地热能等非化石能源的规模开发和综合利用。“用碳”就是不断提高碳的利用率，加大二氧化碳化工利用与产业化发展布局，增强生态系统固碳能力与规模。

“由于我们现在打破了生态圈的碳平衡，通过一种技术经济可行的方式，把生物圈里的碳再送回到岩石圈，整体就实现了一个碳的再平衡。” 中国石油天然气集团公司QHSE首席专家周爱国表示。

天然气是当前世界公认的清洁低碳能源，其单位热值碳排放系数是石油的0.76，是煤炭的0.59。近年来，中国石油努力在保供应、调结构上下功夫，结合实际实施“减碳、用碳、替碳、埋碳”，特别是着眼未来清洁能源可持续供应，大力发展天然气产业，加大页岩气、煤层气、致密油气等非常规油气资源规模开发力度。

能源企业为社会提供清洁能源保障是核心，所以必须向新能源的方向在发展。而天然气作为最清洁的化石能源，对于稳定能源过渡会起到核心作用。

2020年，中国石油国内天然气产量突破1300亿立方米，连续4年产量超过1000亿立方米，年均增幅高于10%，天然气在油气结构中占比首次超过50%，实现了“气超油”的历史性突破。接下来，中国石油将进一步调整能源结构，推动天然气产供储销体系建设。

根据《行动计划》，中国石油依托“天然气+” 清洁能源发展工程，到2025年国内天然气总产量占油气总产量预计达54%，到2035年达59%。

“基本上在2035年以前都要力争保持1亿吨油气当量以上。” 中国石油规划总院战略所所长院振刚告诉《中国新闻周刊》。

提到“天然气+” 清洁能源发展工程，院振刚指出，最主要的应用是天然气发电和风光的耦合，此外是天然气和地热结合来发电或者供热。他举例，北方冬季采暖季天然气保供相对紧张，如果利用地热，冬季高峰期保供的压力就会小一点，能有效缓解天然气资源紧张的局面。

作为现阶段及未来一个时期的重要低碳能源，天然气是支撑我国实现碳达峰的重要能源选择，越来越多的可再生能源也将天然气作为转化媒介，比如制氢。

由非生物质可再生能源生产的绿色氢不会直接排放碳，当从碳氢化合物中产生蓝氢时，碳被捕获并通过地质储存或通过碳利用重新利用，由生物能源产生的绿色氢通过自然碳循环对碳进行循环利用。由于氢能这一可以跨越碳循环所有环节的特性，氢能在碳循环经济中扮演着独特的角色。

在发电领域，天然气发电和氢储能发电是支撑新型电力系统稳定的两种调峰电力形式。可再生能源的不确定性催生了氢储能，同时也加快了氢能的产业塑造。由于风、光、水电时空分布不均匀的客观因素，天然气和氢能将会发挥更大的消纳和调峰作用。

戴厚良指出，“替碳”就是对传统化石能源进行有效接替，推进清洁电力替代煤电，加快氢能制取与规模应用，扩大“绿电”利用规模，持续提高电气化水平。这需要积极拓展地热能、太阳能、生物质能等新能源业务，加快氢能产业链业务布局，化石能源与新能源全面融合发展的“低碳能源生態圈”建设有序推进。

“我们提出了发展‘氢能+’的零碳燃料供应体系，由氢能加上氨能、生物质和合成燃料，为碳中和社会提供更好的产品。” 中国石油集团石油化工研究院首席专家张学军说。

然而，目前来看天然气制氢成本和技术仍是亟待解决的难题。

天然气制氢成本主要由天然气、燃料气和制造成本构成，其中天然气价格是最主要因素。而从需求端来看，目前燃料电池车尚未大面积应用，无法形成规模效应，整个产业链上成本较高。

“比如说现在每天卖500公斤氢和每天卖5吨氢的成本肯定是不一样的，人工成本、投资、设备折旧等等都要考虑，市场容量还比较小，所以氢能还比较贵。”张学军说。

目前，氢能还属于“双碳”目标下的战略布局阶段，随着将来氢能利用市场规模逐渐扩大以及技术进步，氢能的制造费用也会下降。这其中，技术创新是关键。

正如戴厚良所说，能源行业应充分发挥自身优势，以技术创新为突破口，把创新和发展的主动权牢牢掌握在自己手中，全面推进氢能“制储输用”全链条技术创新，形成安全高效、低成本的氢能技术系列，加快脱碳进程，助推“零碳”能源供应。

2014年，油气行业气候倡议组织（Oil and Gas Climate Initiative，简称“OGCI”）正式成立，现成员包括沙特阿美、BP集团（英国石油）、雪佛龙、中国石油、埃尼、艾奎诺、埃克森美孚、西方石油、巴西石油、雷普索尔、壳牌和道达尔能源等12家企业。这些在油气行业里分量十足的成员企业正在“集体采取净零排放战略，发挥出仅凭单个成员公司无法实现的减碳影响力”。

而碳捕集、利用与封存（CCUS）正是OGCI的重点投资目标。

基于碳循环经济模式，为形成闭环，前三个环节逃逸的碳必须要通过碳捕集进行回收封存。“埋碳”就是积极探索完善碳捕集、碳封存的技术路径和效益路径，规模实施二氧化碳驱油、二氧化碳埋存，不断做大“零碳”“负碳”产业。

“中国石油通过发展负碳技术产业链，实现我们自身近零排放的同时，也为社会提供碳中和的产业化服务，使我们的负碳技术产业链成为公司的战略性接替产业。”周爱国表示。

据悉，中国石油10家油气田已开展11项二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）重大开发试验，二氧化碳年注入能力达到56.7万吨，累计埋存二氧化碳超过450万吨。下一步，中国石油将启动以松辽盆地300万吨CCUS重大示范工程为代表的“四大工程示范”和“六个先导试验”，进一步推动中国石油CCUS产业驶入规模化发展快车道。

中国石油安全环保技术研究院首席技术专家李兴春表示，预计到2050年，中国石油可以向社会上提供4亿吨二氧化碳埋存服务的能力，成为CCUS领域政策的推动者，技术的创新者，标准的制定者，产业的引领者。

对油气公司来说，碳循环经济就是向社会提供清洁、安全、可负担能源的同时，通过高效使用能源资源，碳捕集利用与封存，以及自然碳汇等手段，最终实现碳元素的回归。

对此，戴厚良指出，中国石油将进一步发挥作为OGCI在中国唯一成员企业的作用，深度参与应对气候变化的国际合作，与其他国际能源公司携手合作，实现油气行业绿色低碳发展，推动建立公平合理、合作共赢的全球气候治理体系。

根据《行动计划》，中国石油正在按照“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署，全力打造迈向2050碳循环经济的路径，“努力成为实现中国‘双碳’目标与保障能源安全的中坚力量。”戴厚良在《行动计划》序言中表示。