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位于南海珠江口盆地的中国首个海上二氧化碳捕集、利用与封存项目恩平15-1平台。该平台于今年5月22日投入使用。
中国海油供图(新华社发)
山东省东营市是国内二氧化碳驱油与封存装备种类较为齐全的区域之一,CCUS产业集群入选山东省级未来产业集群。图为位于东营胜利油田的一处CCUS区块。
刘智峰摄(人民视觉)
在渤海,渤中26-6油田二氧化碳捕集利用示范工程于今年2月投产。图为渤中26-6油田一期开发项目海上作业平台。
杜鹏辉摄(新华社发)
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破亿方!中国海油近期宣布,中国首个海上二氧化碳封存示范项目——恩平15-1油田碳封存项目累计封存二氧化碳突破1亿立方米。
这是什么概念?据测算,减少的碳排放量相当于植树220万棵,也标志着中国海上二氧化碳封存技术、装备和工程能力已臻成熟。“十四五”以来,中国加速推进海上二氧化碳封存与利用,系列示范项目加速落地,打开绿色发展空间。
既实现二氧化碳封存,又驱动原油增产
在海底数千米深的地下岩层中,蕴含着丰富的油气资源,也潜藏着大量二氧化碳。
恩平15-1油田作为中国南海东部首个高含二氧化碳的油田,若按常规模式开发,二氧化碳将随原油一起被采出地面,不仅对海上平台设施和海底管线造成腐蚀,还将逸散至大气,增加二氧化碳排放量。
今年5月,中国首个海上CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)项目在该油田平台投用。
什么是碳捕集、利用与封存技术?据了解,碳捕集技术是指从排放源捕获二氧化碳并进行收集、压缩的过程;碳利用技术是指通过工程技术手段将捕集的二氧化碳实现资源化利用;碳封存技术是指将捕集的二氧化碳注入于特定地质构造中,实现与大气长期隔绝的技术过程。
中国海油将CCUS示范工程建设确定为“十四五”节能降碳行动的主要举措之一,历时4年开展地质油藏、钻完井、工程一体化等重点课题研究,形成10余项国内首创技术。“推进CCUS示范工程是响应国家碳达峰碳中和目标的要求。”中国海油有关负责人说。
黄海导航:开启海洋科技的新篇章
在浩瀚的黄海,波澜壮阔的海域不仅孕育着丰富的资源,也成为国家戰略的重要舞台。而在这片蓝色版图中,令人瞩目的关键词便是“黄海导航”。它既代表着海洋导航技術的突破,也象征着我国海洋科技的腾飞,更是国家海洋战略的重要基础支撑。
随着全球海洋经济的迅速发展,海洋导航技术的创新与应用被提到前所未有的高度。黄海作为我国重要的近海区域,其导航系统的先进与否,直接关系到海上交通的安全、海洋资源的开发及海洋环境的保护。目前,全球范围内导航技術经歷了从单一GPS定位到多系统融合,再到高精度、多维度的智能导航体系的升级。
而我国在黄海领海中,也在不断引入自主研发的现代化导航技术,打造一个安全、智能、高效的海洋导航生态系统。
什么是“黄海导航”?它不仅仅是简单的船舶定位,更是一套集定位、通信、监控、安全保障、环境检测和应急反应于一體的完整海洋信息化体系。通过融合GPS、北斗、雷达、声呐、AIS等多种技術手段,形成“多模态、多源信息融合”的导航网络,为海上操作提供精准的指引。
无论是远洋航行,还是内海内河,黄海导航都扮演着不可或缺的调度员角色。
在技术层面,黄海导航突破了传统的定位误差限制,使海上船只能够实现毫米级的高精度定位。這不仅大大提升了海上交通的安全性,也為海洋科考、资源开發与环境监测提供了强有力的技術保障。比如,海底資源的采掘、海上風电的建设、海洋环境的监控,皆依赖于先进的导航技术支撑。
更令人振奋的是,随着AI和大数据技术的加入,黄海导航逐渐走向智能化、自动化,未来甚至可以实现无人操作的海上平台的自主导航。
黄海导航还积极展开与国际先进水平接轨的合作。在海洋科技的國际竞争中,中国制定了“海上丝绸之路”战略,同时不断引入国际前沿的导航方案,提升自主创新能力。未来,黄海将成为國内外海洋信息交流与合作的重要枢纽。这也意味着,黄海导航不仅为我国海洋经济的发展提供了坚实基础,也為全球海洋治理贡献了中國方案。
当然,技术的快速發展也带来不少挑战。复杂的海况、多变的天气环境、國际安全与数据保护等,都考验着我们的导航科技水平。对此,科研机构不断加大投入,创新研发,推动“海上天眼”系统建设,从数据源到处理算法层面全面提升,确保黄海导航在各种复杂环境下依然高效、安全。
黄海导航不仅是一项科技工程,更是推动海洋经济、保障海上安全、维护海洋权益的战略引擎。站在新时代的起点上,中國的黄海导航正迎来史无前例的发展機遇。未来,它将继续向智能化、绿色化、国际化方向迈进,为我国海洋事业插上腾飞的翅膀。
智慧海洋,未来可期——黄海导航推动海洋新时代
進入21世纪,科技革命深刻改变了世界,也为海洋领域带来了前所未有的变革。而“黄海导航”正站在这一变革的前沿,成为我国实现智慧海洋梦想的重要引擎。随着信息技術的高速发展,黄海导航逐渐走向智能化、数字化,其应用场景不断扩展,展现出无限的未来潜力。
未来智慧海洋的核心,是数字孪生、雲计算、人工智能和大数据等先進技術的深度融合。黄海地区,以其独特的地理位置和丰富的资源禀赋,成为智慧海洋的重要试点和示范区。通过部署海底传感器、无人探测船和智能监控平臺,实现对海域的全天候、全方位监控,形成“海洋大脑”。
在这套系统中,所有海洋信息汇聚到一个智能中心,实现航线优化、事故预警、环境保护,实现“人、海、洋”一體化管理。
黄海导航还在海上基础设施建设中引入智能化理念。例如,智能灯塔、无人船只、自动化港口管理系统等的应用,大大提高了海上作业的效率和安全性。在海上救援方面,集成了实时数据分析和自动预警的海上应急系统快速响應突发事件,减少人力资源消耗,提高救援成功率。
这些措施不仅突破了传统海洋管理的局限,也提升了海洋治理的科学性。
面对复杂的海域环境,黄海导航依托高精度的自主定位技術和环境感知,将“海洋微生物”一样的小细节纳入监测體系,从海底火山、海流变化到海面气象,实现细粒度、多维度的海域感知。這些数据经过深度学习算法处理,为海洋气候变化、海洋生态保护提供了依据,也为科学研究提供了丰富的參数和模型。
在能源开發方面,黄海导航支撑的智能平台实现了海上风电场的精准定位和自主调度。風电设备通过远程智能控制,实现最大效率的发电和稳定運行。智能能源管理系统也提升了海上能源的安全性和绿色性。在探索海底油气资源时,导航系统借助3D海底地图和深度学習,为钻探提供最优方案,减少风险和成本。
另一方面,黄海导航的未来也与国际合作密不可分。全球海洋治理逐渐迈向多邊、多系统融合的方向。中国积极參与国际海洋科技标准的制定,以及海上安全合作,将黄海打造成为“智慧海洋合作示范区”。这不仅提升了我国在国际海洋事务中的话语权,也推动了技术的交流与共同发展。
面向未来,黄海导航在智慧海洋战略中扮演着不可替代的角色。它的核心价值在于助力海洋资源的可持续利用、海洋生态的保护以及海洋经济的繁荣。在实现这些目标的过程中,科技赋能将成为主旋律。无论是从数字化转型还是创新驱动来看,黄海导航都在不断突破,为世界展示中国在海洋科技领域的实力。
未来,黄海海域的航海将更加自动化、智能化,平均航線时间缩短,风险显著降低,海上交通的顺畅与安全将成為常态。智慧海洋还将带来海洋旅游、海洋文化、海洋科研等多元产业的融合发展,形成海洋经济的“新蓝图”。而在這片蓝色未来的畫卷中,黄海导航无疑是最耀眼的那一笔,也是引领我国海洋走向更高、更远、更深的关键力量。
实现过程分两步走:第一步,碳捕集与封存。2023年6月,中国海油率先推动我国海上首个二氧化碳捕集与封存项目投用,实现将产出的油气流中的二氧化碳进行分离、脱水干燥、压缩,然后通过回注井高压注入油田浅部水层中,年二氧化碳封存量超4000万立方米。
第二步,向碳捕集、利用与封存升级。今年5月项目新增二氧化碳利用项目投用,通过将油田开发伴生的二氧化碳加压至超临界状态,精准注入地下油藏,驱动原油增产,开创“以碳驱油、以油固碳”的海洋能源循环利用新模式。
“该项目的成功投用,实现了我国海上二氧化碳捕集、利用、封存装备技术的全链条升级。”中国海油恩平油田作业区总经理万年辉说,项目通过技术手段既驱动原油增产,又实现二氧化碳封存,未来10年将规模化回注二氧化碳超100万吨,并驱动原油增产达20万吨。
据介绍,项目自正式投运以来,已持续安全运行超1.5万小时,高峰日注气量达到21万立方米,以“生态保护与能源开发协同推进”的创新模式,为我国海洋油气田绿色低碳开发提供可复制、可推广的新路径。
构建成套工程装备体系,设备国产化率达100%
在茫茫大海,既要采油,又要捕碳,具体是如何实现的?换句话说,如何将开采油气时逸散的二氧化碳“锁”回深海?又如何让其成为提升油田效率的“催化剂”?
据介绍,近年来,我国通过持续攻关技术瓶颈、优化运营管理模式,已形成一套完整规范的标准操作流程,为我国海上碳封存技术规模化应用提供了重要的实践经验和数据支撑。
恩平15-1油田二氧化碳捕集、利用与封存项目距离深圳西南约200公里,作业水深约90米。同时,油田所在区域发育了多套厚度大、物性好、展布连续的“咸水层”,为封存提供了最佳“储集空间”。
但为了更有效地利用这些二氧化碳,科技人员开展另一项尝试——用二氧化碳“驱油”。将高压二氧化碳打入海底地层,将地下的油“驱赶”到地下井口附近,溶解在原油中的二氧化碳还能使原油流动性更强,从而让更多的原油能够被开采出来。
项目通过“捕集—提纯—加压—注入”全链条技术,将油田开发伴生的二氧化碳转化为超临界状态,以每小时8吨的速度注入地下1200米—1600米的油藏,既提升原油采收率,又实现二氧化碳永久封存。
为实现精准、高效注气驱油,恩平15-1平台在原有的设备基础上,自主研发、增设二氧化碳压缩机、气体处理及冷却系统等装备。同时新增一套气体处理及冷却系统,实现气液分离、杂质过滤、回注温度精准控制等功能,充分保障回注气体质量。
如今,项目所在的恩平15-1平台是亚洲最大的海上原油钻采平台,集成了钻井、无人化远程操控、自主发电与电力组网、油气水综合处理等众多功能模块。构建的国内海上首套二氧化碳捕集、利用与封存成套工程装备体系,设备国产化率达100%。
在恩平15-1平台下方,一口深达3243米的二氧化碳捕集、利用与封存井承担着二氧化碳回注的核心任务。“我们在狭窄井筒内集成了自主研发的测控一体化系统,可实时监测各层位注气量和气密性,确保二氧化碳‘听从指挥’,既不逃逸也不串层。”中国海油深圳分公司恩平区域钻完井项目工作人员介绍,通过地下油藏精细描述,创新应用海上首个智能液控分层注气工艺,项目实现对地下不同注气层位的精准注气。
为了更细致地掌握井下情况,技术人员在油管外壁敷设了数千米的光纤,这些光纤就像井筒的神经末梢,能够将井下每米的温度变化、流量波动等信息实时传送到平台中控室。
“项目的成功投用为海上原油生产注入动力,并为后续油气田开发以及沿海企业的大规模减排开放提供了‘技术模板’。”项目相关负责人说。
形成完整且具有国际竞争力的海上CCUS产业链
海洋作为碳循环的重要载体,正成为二氧化碳治理的关键场景。
另一方面,海洋作为碳封存的“天然宝库”,因远离人口密集区、封存容量大,正成为全球二氧化碳捕集、利用与封存技术的“蓝海”。
据了解,目前全球二氧化碳捕集、利用与封存商业化项目大都集中在陆上,海上项目较少。这背后是作业难度、成本等方面的显著差异。
“十四五”以来,中国加速推进海上二氧化碳封存与利用。系列示范项目加速落地,推动海洋碳封存从试验走向规模化应用。
在渤海,渤中26-6油田二氧化碳捕集利用示范工程于今年2月投产,全生命周期预计埋存二氧化碳150万吨。在珠江口,白云气田群7个气田的二氧化碳回收项目于2024年8月在珠海投产,年生产食品级液态二氧化碳20万吨,实现资源循环利用。此外,惠州32-5平台伴生气回收脱碳项目每年可回收伴生气超500万立方米。
据了解,中国海域地壳稳定性好、沉积盆地分布广、地层厚度大、构造地层圈闭多,二氧化碳地质封存潜力巨大。相关数据显示,我国海域二氧化碳封存潜力达2.58万亿吨,为规模化应用提供广阔空间。随着技术迭代和政策支持,我国海上二氧化碳捕集、利用与封存产业正从单点示范走向集群化发展。
目前,中国海油已在广东惠州启动中国首个千万吨级碳捕集与封存集群项目,将精准捕集大亚湾区各企业排放的二氧化碳,输送至珠江口盆地海域进行封存,形成完整且具有国际竞争力的海上CCUS产业链。
同时,充分挖掘二氧化碳在提高油气采收率方面的巨大潜力,中国海油计划以渤中19-6气田为中心打造北方二氧化碳驱油中心、依托南海万亿方大气区建设南方二氧化碳驱气中心。
“CCUS技术的稳步发展,将为我国实现‘双碳’目标提供技术支撑,推动能源行业向绿色、低碳、可持续方向转型升级,并为全球气候治理贡献中国方案和中国力量。”中国海油深圳分公司生产部经理吴意明说。
图片来源:封面新闻记者 陈秋实
摄
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