米立軍 劉 強 劉麗芳 紀欽洪

(1.中海油研究總院有限責任公司 北京 100028； 2.海洋油氣勘探國家工程研究中心 北京 100028)

為應(yīng)對全球氣候變化，國際氣候政策約束不斷升級，越來越多的國家和地區(qū)意識到綠色低碳發(fā)展在環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展、能源安全甚至政治穩(wěn)定方面的重要性和必要性，紛紛出臺政策加快碳減排進程[1-2]。與世界發(fā)達國家相比，中國是發(fā)展中大國，以煤為主的能源結(jié)構(gòu),使得碳減排面臨更大壓力和挑戰(zhàn)。2020年9月，中國在聯(lián)合國氣候大會上鄭重宣布力爭2030年前實現(xiàn)“碳達峰”、2060 年前實現(xiàn)“碳中和”(簡稱“雙碳”)，得到國際社會普遍認可和高度評價，為中國能源低碳轉(zhuǎn)型和綠色低碳發(fā)展指明了方向，也提出了更高要求[3]。2021年9月，中共中央、國務(wù)院聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，同年10月國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，明確了中國實現(xiàn)“雙碳”目標的時間表、路線圖，并聚焦2030年前碳達峰目標制定路線圖[4-5]。

“雙碳”目標背景下，能源低碳轉(zhuǎn)型關(guān)系到中國傳統(tǒng)能源企業(yè)的生存與發(fā)展，各大傳統(tǒng)油氣企業(yè)紛紛將綠色低碳發(fā)展納入中長期發(fā)展戰(zhàn)略。業(yè)界多家機構(gòu)和學(xué)者也在結(jié)合行業(yè)特點和優(yōu)勢基礎(chǔ)上，通過對國際油氣行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的分析研判，從調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)、提高用能效率、培育負碳產(chǎn)業(yè)等方面，給出了中國油氣行業(yè)低碳發(fā)展的策略與建議[3，6-10]。

中國海洋石油集團有限公司(以下簡稱中國海油)成立于1982年，是中國最大的海上油氣生產(chǎn)和運營企業(yè)，承擔著國家油氣能源供應(yīng)安全的戰(zhàn)略任務(wù)。目前，海洋是中國油氣產(chǎn)量重要增長極，2019年國內(nèi)原油產(chǎn)量增量全部來自海上，2020年國內(nèi)原油產(chǎn)量增量83%來自海上，未來海洋仍然是國內(nèi)原油產(chǎn)量增長的主要領(lǐng)域。面對當前全球與國內(nèi)能源綠色低碳發(fā)展大勢，中國海油明確了在做強、做優(yōu)、做大油氣主業(yè)基礎(chǔ)上，貫徹綠色低碳發(fā)展理念，提出“到2050年全面建成具有中國特色國際一流清潔能源生產(chǎn)和供給企業(yè)”的遠景目標，并制定了中國海油碳中和路線圖?！笆奈濉逼陂g，公司將把清潔能源作為公司產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向之一，努力實現(xiàn)到2025年清潔能源新產(chǎn)業(yè)收入占總收入10%的目標[11-12]。

對于中國海油來說，綠色低碳發(fā)展并非新話題，早在10多年前就開始組建新能源研究團隊，調(diào)研國際國內(nèi)雙環(huán)境，對標先進油氣企業(yè)，挖掘自身比較優(yōu)勢，探索低碳能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展策略與路徑[13]，大力發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè)，推動全過程低碳管控，開拓布局以海洋資源為主體的新能源產(chǎn)業(yè)等發(fā)展，且在相關(guān)方面展開了較深入研究和部分示范工程應(yīng)用，并取得了一定的進展和成效。

目前，在國家“雙碳”目標倒逼情景下，中國海油在確保國家油氣能源供應(yīng)安全的前提下，需要結(jié)合自身特點和優(yōu)勢制定更加全面可行的發(fā)展策略和發(fā)展路徑。本文從構(gòu)建低碳能源供給體系、全程低碳管控及末端治理和海洋新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分析了科技創(chuàng)新在中國海油低碳能源轉(zhuǎn)型中的引領(lǐng)作用，梳理了近些年在全過程降碳管控中的主要舉措，明確了具有中國海油比較優(yōu)勢的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和攻關(guān)重點，凸顯了中國海油在助力國家“雙碳”目標實現(xiàn)中的實際行動，也將為全面推動公司相關(guān)政策和踐行路線圖的制定與完善提供參考。

1 科技創(chuàng)新,推動中國海油低碳能源供給體系構(gòu)建

中國油氣依存度高企，煤在能源消費結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位，推動碳中和對中國是一個降低油氣依存度和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的過程。一方面，油氣生產(chǎn)在2040年前仍無法滿足國內(nèi)需求；另一方面在能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化中出現(xiàn)穩(wěn)油、增氣、降煤、發(fā)展新能源的趨勢。天然氣作為低碳清潔能源，在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮重要的過渡和橋梁作用。2020年，中國天然氣供應(yīng)總量為3 280億m3，國產(chǎn)天然氣占57.3%、進口管道天然氣與進口LNG(液化天然氣)合計占42.7%[14]。在“碳中和”情境下，預(yù)測國內(nèi)天然氣消費將在2035年前后達峰，達峰前需求將持續(xù)旺盛[9]。因此，加大天然氣獲取力度，是中國各大油公司近中期的主要發(fā)展方向。中國海油推動南海萬億大氣區(qū)建設(shè)、加快渤海天然氣勘探開發(fā)、發(fā)展陸域非常規(guī)天然氣成為必然；同時，以全球資源為基礎(chǔ)持續(xù)發(fā)展進口LNG業(yè)務(wù)，作為低碳能源供給的有效補充[14-16]。

1.1 天然氣增儲上產(chǎn)

近10年來，中國海油天然氣儲、產(chǎn)量都有較大幅度增長。中國海油天然氣探明地質(zhì)儲量在“十二五”和“十三五”期間累計新增超過1.4萬億m3，海域常規(guī)天然氣和陸域非常規(guī)天然氣的貢獻比例約為3∶1；2020年，中國海油國內(nèi)天然氣新增探明地質(zhì)儲量約1 400億m3，其中南海北部海域(包括深圳分公司和原湛江分公司)新增最多，約占43%，其次是渤海海域、陸上非常規(guī)和東海海域，分別占28%、22%和7%?！笆濉逼陂g中國海油天然氣產(chǎn)量較“十二五”期間增長13%；2020年，中國海油國內(nèi)天然氣總產(chǎn)量約200億m3，其中南海北部產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量最多，占約66%，其次是渤海、陸上非常規(guī)和東海，分別占15%、11%和8%。地質(zhì)認識創(chuàng)新和工程技術(shù)突破，是推動南海北部深水區(qū)、渤海海域深層和陸上非常規(guī)天然氣快速增儲上產(chǎn)的必要保障。

1.1.1南海北部天然氣

中國南海北部海域天然氣資源豐富，是中國海油建設(shè)海上萬億大氣區(qū)的現(xiàn)實領(lǐng)域。南海面積為350×104km2，經(jīng)歷古、新南海兩個交疊的構(gòu)造演化旋回，其北部、西部和南部大陸架與陸坡區(qū)發(fā)育 14 個大中型新生代盆地[17]，中國海油油氣勘探開發(fā)活動主要集中在南海北部大陸邊緣的珠江口、北部灣、瓊東南和鶯歌海4個盆地。南海北部油氣資源具有明顯的內(nèi)油、外氣分帶特點[18]，靠近陸地的淺水區(qū)盆地(凹陷)主要為新生代陸內(nèi)裂谷盆地，發(fā)育湖相烴源巖，以生油為主；遠離陸地的深水區(qū)，多為被動大陸邊緣盆地，發(fā)育海陸過渡相—海相烴源巖，且屬于熱盆，以生氣為主。南海北部深水區(qū)天然氣地質(zhì)資源量超過30萬億 m3，且南海深水區(qū)天然氣水合物資源量也十分豐富[19-20]。而目前南海北部天然氣探明程度仍很低，截至2020年底，天然氣探明地質(zhì)儲量約8 000億m3。因此，南海北部深水區(qū)天然氣資源潛力巨大，為建成南海萬億大氣區(qū)奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

受海洋環(huán)境條件制約，海域氣田開發(fā)經(jīng)濟門檻較陸地高很多，尋找大中型氣田一直是中國海油天然氣勘探的主導(dǎo)思想。南海北部目前發(fā)現(xiàn)的大中型氣田探明儲量占總探明的80%以上[21]。早期發(fā)現(xiàn)的大中型氣田主要分布在水深相對較淺海域,如鶯歌海盆地中央底辟帶的東方1-1氣田和瓊東南盆地崖西低凸起的崖城13-1氣田等。進入21世紀，中國海油在南海深水區(qū)的天然氣勘探不斷獲得大突破：2006年在珠江口盆地白云凹陷深水區(qū)發(fā)現(xiàn)了荔灣3-1大氣田，實現(xiàn)了中國深水勘探里程碑式突破，該氣田2014年正式建成投產(chǎn)；2014年在瓊東南盆地深水區(qū)發(fā)現(xiàn)陵水17-2大氣田，該氣田2021年6月隨著“深海一號”能源站建成正式投產(chǎn)[22-23]。

面臨復(fù)雜的地下地質(zhì)條件、深海環(huán)境條件和有限的資料條件，地質(zhì)認識創(chuàng)新和深海工程技術(shù)與裝備突破，在南海深水區(qū)大氣田發(fā)現(xiàn)與建成投產(chǎn)過程中起到了至關(guān)重要的作用。以瓊東南深水區(qū)陵水17-2大氣田為例，簡要介紹科技創(chuàng)新在深水海域天然氣增儲上產(chǎn)中的引領(lǐng)作用。

1)“大型軸向峽谷水道天然氣成藏模式”指導(dǎo)了超深水區(qū)陵水17-2大氣田的發(fā)現(xiàn)。

有效儲層分布規(guī)律和天然氣成藏機理認識不清，是長期以來制約南海北部深水區(qū)勘探發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。儲層方面，傳統(tǒng)研究認為淺層以厚層海相泥巖沉積為主，砂巖儲層主要分布在中深層，但中深層儲層由于受高變地溫場等因素影響普遍低孔低滲，造成南海北部深水區(qū)有效儲層分布規(guī)律認識不清。成藏方面，古近系烴源巖生成的天然氣如何穿越上覆上千米泥巖地層運移至新近系淺層儲層，淺層形成大氣藏需要什么樣的地質(zhì)條件，均不清楚。

海油勘探工作者通過持續(xù)深入研究發(fā)現(xiàn)，在瓊東南盆地中央坳陷帶深水區(qū)淺層中新統(tǒng)黃流組發(fā)育大型軸向峽谷水道，該峽谷水道源頭位于鶯歌海盆地東南緣，流經(jīng)瓊東南盆地中央坳陷后進入雙峰盆地，全長525 km。峽谷水道底部—中部充填以細砂巖為主，上部主要為粉砂巖；砂巖物性表現(xiàn)為中高孔—中高滲，孔隙度16%～35%、滲透率50～1 100 mD，可作為有利的油氣儲層[24]。同時，峽谷側(cè)面和上覆的黃流組深海相塊狀泥巖與峽谷水道內(nèi)充填的砂巖儲層構(gòu)成良好的儲-蓋-側(cè)封組合。

瓊東南盆地深水區(qū)峽谷水道砂巖具備天然氣成藏的運移動力和通道條件。在運移動力方面，新近紀瓊東南盆地陸坡快速向海推進，充足的物源供應(yīng)與快速盆地沉降造成了地層欠壓實，欠壓實、烴源巖生烴增容和水熱膨脹等作用，共同導(dǎo)致了中深部地層強超壓，陵水凹陷地層壓力系數(shù)高達2.2。因此，超壓與浮力構(gòu)成深部天然氣向上運移的主要動力。在運移通道方面，中央峽谷水道下部發(fā)育大量底辟，底辟作用造成上部地層被刺穿或變形，形成一些高角度斷裂和垂向微裂隙，垂向上溝通了深部崖城組烴源巖與淺層黃流組水道底部砂巖。

基于綜合研究發(fā)現(xiàn)，瓊東南盆地深水區(qū)中央峽谷水道具有“裂隙垂向高效輸導(dǎo)—峽谷水道砂巖儲集—深海泥巖封蓋”的天然氣成藏模式(圖1)。中新統(tǒng)黃流組峽谷水道內(nèi)砂體與頂部和側(cè)面的深海相泥巖構(gòu)成了巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉群；漸新統(tǒng)崖城組煤系烴源巖生成的天然氣通過底辟及伴生的微斷裂-裂縫系統(tǒng)，在超壓與浮力強作用下垂向運移至黃流組峽谷水道砂巖成藏，氣藏橫向連片、縱向疊置，形成復(fù)合天然氣田群[24]。這一認識指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了陵水17-2氣田，這是中國第一個自營深水大型氣田，探明天然氣地質(zhì)儲量超過1 000億m3，最大水深超過1 500 m，最大井深達4 000 m以上。近期，該認識指導(dǎo)又在陵水17-2氣田周緣發(fā)現(xiàn)了陵水25-1等幾個中型深水氣田，南海深水區(qū)天然氣儲量獲得持續(xù)增長。

圖1 陵水17-2 天然氣田成藏模式

2)世界首個帶凝析油儲存功能的深水半潛式生產(chǎn)平臺——“深海一號”建成投產(chǎn)。

陵水 17-2氣田所在海域水深1 220～1 560 m，距海南省三亞市約150 km，距最近的崖城 13-1氣田約160 km。該氣田開發(fā)建設(shè)主要面臨以下挑戰(zhàn)：①氣藏分散，南北、東西跨度分別約為 30.4 km、49.4 km，水下生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化布置難；②所處海域存在內(nèi)波和臺風(fēng)等惡劣海況，深水水溫低、靜水壓高，存在海床淺層氣、海底地形陡坡陡坎、海底沙波沙脊等災(zāi)害性地質(zhì)因素；③產(chǎn)出氣體含凝析油，世界上尚無半潛式生產(chǎn)平臺立柱儲油和外輸經(jīng)驗可借鑒。受上述因素影響，常規(guī)導(dǎo)管架開發(fā)模式不再適用，對浮體、立管、臍帶纜、系泊系統(tǒng)疲勞、干涉、安裝設(shè)計等均提出了更高要求。為破解上述難題，“十二五”至“十三五”期間，中國海油聯(lián)合攻關(guān)團隊通過引進、消化吸收和再創(chuàng)新，突破了1500 m級水深關(guān)鍵共性技術(shù)難題，涵蓋水面、水中和水下，包括深水鉆完井工程、浮式生產(chǎn)裝置、水下生產(chǎn)系統(tǒng)、深水流動安全、深水海管及立管等的設(shè)計與建造技術(shù)體系，為深海油氣田開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)[25-26]。

2021年6月25日，服務(wù)于陵水17-2深水氣田開發(fā)的“深海一號”能源站正式建成投產(chǎn)。該能源站是中國自主研發(fā)建造的世界上首個十萬噸級帶凝析油儲存功能的深水半潛式平臺，在建造階段實現(xiàn)了油藏、鉆完井和工程一體化設(shè)計，半潛式平臺、鋼懸鏈式立管、系泊系統(tǒng)一體化設(shè)計(圖2)，半潛式生產(chǎn)儲油平臺為主體的油氣開發(fā)模式及深水平臺設(shè)計等技術(shù)達到國際和國內(nèi)首創(chuàng)和領(lǐng)先水平?！吧詈Ｒ惶枴蹦茉凑臼瞧裰袊嚓P(guān)領(lǐng)域技術(shù)集大成之作，其最大投影面積相當于兩個標準足球場大小，總高度達120 m，相當于40層樓高；最大排水量達11萬t，相當于3艘中型航母；按照“30年不回塢檢修”的標準建造，設(shè)計疲勞壽命要求最低為150年，船體能經(jīng)受南海百年一遇的惡劣海況；平臺搭載近200套關(guān)鍵油氣處理設(shè)備，同時具備凝析油儲存和外輸功能，最大儲油量近2萬m3。

圖2 “深海一號”能源站設(shè)計模型

隨著“深海一號”能源站建成投產(chǎn)，每年將為粵港瓊等地穩(wěn)定供氣30億m3，可滿足當?shù)孛磕昝裆脷庑枨蟮?5%，預(yù)計穩(wěn)供期可達10年，對大灣區(qū)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展及中國海油推進“雙碳”目標實現(xiàn)都具有里程碑意義。

1.1.2渤海天然氣

渤海海域盆地是渤海灣新生代裂谷盆地的一部分，平均水深18 m，海域面積7.3×104km2，可供油氣勘探的面積5.1×104km2。自1965年正式開展油氣勘探至2017年底，累計探明原油地質(zhì)儲量約39萬m3、天然氣約2億m3油當量，探明油氣比近20∶1。因此，渤海海域與渤海灣盆地陸上其他產(chǎn)油區(qū)一樣，長期以來被業(yè)界認為以找油為主，難以發(fā)現(xiàn)大型氣田。直到2017年，渤中19-6千億方凝析氣田的發(fā)現(xiàn)，突破了“油型”盆地找氣的認識禁忌，揭開了渤海尋找大型氣田的序幕。而地質(zhì)認識創(chuàng)新與深層勘探技術(shù)突破，是推動渤海大型氣田發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。

長期以來，渤海灣盆地一直被業(yè)界稱為“油型”盆地，認為難以找到大型天然氣田。從勘探實踐看，過去60多年的勘探發(fā)現(xiàn)以油田占絕大多數(shù)，氣田發(fā)現(xiàn)少、規(guī)模小。從地質(zhì)條件看，國內(nèi)外大型天然氣田主要發(fā)現(xiàn)于海相或海陸過渡相盆地，天然氣成因類型主要為煤成氣(如鄂爾多斯盆地蘇里格氣田)和原油裂解氣(如四川盆地普光氣田)，且基本處于保存條件較好的構(gòu)造穩(wěn)定或膏巖發(fā)育區(qū)。但是，渤海灣盆地為新生代陸相裂谷盆地，發(fā)育的是湖相烴源巖，且受NNE向郯廬斷裂和NW向張蓬斷裂的雙重強烈影響，構(gòu)造破碎程度高，一般認為不利于大型天然氣田形成。

然而，進入21世紀以來，環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境污染問題對清潔能源的迫切需求，促使中國海油勘探工作者持續(xù)十幾年攻關(guān)研究，終于取得“湖盆成氣”新理論[27-29]，攻破了湖相裂谷盆地尋找大型天然氣田的烴源、封蓋和儲層等地質(zhì)難題。研究認為渤中凹陷西南部具備形成大型天然氣田的3個關(guān)鍵要素：①烴源巖高強度、大規(guī)模生氣。其一，渤中凹陷發(fā)育沙三段、沙一段和東三段3套優(yōu)質(zhì)烴源巖，分布面積廣、厚度大，有機質(zhì)類型以Ⅱ型為主，既能生油又能生氣；其二，渤中凹陷處在渤海灣盆地地殼最薄位置，地下熱傳導(dǎo)效率高，利于烴源巖快速熱演化；其三，地化生烴模擬實驗表明，沙河街組烴源巖在5.1 Ma以來具有“爆發(fā)式生氣”特點。②區(qū)域性超壓泥巖厚“被子”強封蓋。傳統(tǒng)認為渤海海域構(gòu)造活動強烈，斷層十分發(fā)育，不利于形成良好的天然氣封蓋條件。深入研究發(fā)現(xiàn)，渤中凹陷發(fā)育巨厚層?xùn)|營組超壓泥巖，且未被晚期斷層切穿，區(qū)域超壓泥巖“被子”可為深層天然氣成藏提供優(yōu)質(zhì)封蓋層。③受“巖性-應(yīng)力-流體”三因素控制，渤中凹陷西南部深層(3 000 m以深)發(fā)育規(guī)模性潛山儲層。巖性方面，渤中凹陷潛山巖性為相對剛性的變質(zhì)巖、碳酸鹽巖和火成巖，特別是變質(zhì)花崗巖中脆性“長英質(zhì)”礦物含量可達91%，易于破碎形成網(wǎng)狀裂縫；構(gòu)造應(yīng)力方面，該區(qū)位于郯廬大斷裂分支和張蓬斷裂共軛交匯區(qū)，且潛山經(jīng)歷了印支—燕期—喜山等多期、不同應(yīng)力性質(zhì)的構(gòu)造演變，利于形成多組斷裂及裂縫系統(tǒng)；流體改造方面，地質(zhì)歷史時期大氣淡水淋濾、深部幔源熱流體和烴類酸性流體溶蝕都對早期形成的縫網(wǎng)系統(tǒng)具有進一步改善作用。

在取得了“湖盆成氣”新理論的同時，“十三五”期間中國海油在“海洋寬方位地震勘探技術(shù)”和“新型鉆井提速工具”研發(fā)等方面也獲得了重大突破。地質(zhì)認識創(chuàng)新和深層勘探技術(shù)的突破，保障了渤中19-6大型凝析氣田的發(fā)現(xiàn)(圖3)，該氣田也被評為2019年度國內(nèi)“十大找礦成果”之一[30]。

圖3 渤中19-6潛山凝析氣藏模式

繼渤中19-6大氣田發(fā)現(xiàn)之后，近幾年渤海又相繼在其周圍發(fā)現(xiàn)了渤中13-2等多個大中型潛山油氣田[31-32]。截至2021年底，已向國家提交天然氣探明地質(zhì)儲量約5 000億m3。另外，據(jù)最新資源評價結(jié)果，渤海天然氣探明率尚不到20%，剩余資源潛力還很大，今后圍繞渤中和遼中兩大富烴深凹陷仍有廣闊的天然氣勘探空間。因此，渤海油田不僅是中國海油第一大油田，也將成為中國海油天然氣主要產(chǎn)區(qū)之一。渤中19-6等氣田投產(chǎn)后，將有效緩解中國東部天然氣供需不平衡問題，為京津冀地區(qū)持續(xù)提供低碳清潔能源，有力支持國家“雙碳”目標實現(xiàn)。

1.1.3非常規(guī)天然氣

加快發(fā)展陸上非常規(guī)天然氣也是中國海油構(gòu)建低碳能源供給體系的重要舉措之一。中國海油擁有煤層氣和致密氣礦權(quán)總面積約1.6萬km2，主要分布在山西沁水盆地及鄂爾多斯盆地東緣。2020年中國海油陸上非常規(guī)天然氣產(chǎn)量約22億m3，占公司天然氣總產(chǎn)量的11%，其中煤層氣17.2億m3、致密氣4.8億m3。

地質(zhì)認識創(chuàng)新和勘探開發(fā)技術(shù)進步，引領(lǐng)和保障了中國海油在臨興-神府區(qū)塊致密氣勘探的重大突破。中國海油臨興-神府區(qū)塊位于晉西撓褶帶北段，面積約 5 500 km2，該撓褶帶過去一直以煤層氣勘探為主，致密氣鮮有重大勘探突破。2013年，中國海油大膽由煤層氣勘探轉(zhuǎn)向致密氣勘探，通過系統(tǒng)研究逐漸認識到晉西撓褶帶北段具有烴源巖—構(gòu)造—沉積成巖三者良好耦合的致密氣成藏條件[33](圖4)；同時，為了能精準勘探，針對臨興-神府區(qū)極其復(fù)雜的地質(zhì)條件，發(fā)展了氣層識別、有效儲層預(yù)測、可動用儲量提升等勘探開發(fā)評價技術(shù)。通過多專業(yè)一體化持續(xù)攻關(guān)，2021 年中國海油在臨興-神府區(qū)塊探明致密氣地質(zhì)儲量超千億方，展現(xiàn)了鄂爾多斯盆地東緣復(fù)雜構(gòu)造條件下致密氣勘探的廣闊前景。

圖4 臨興致密氣田成藏模式[33]

未來幾年，中國海油非常規(guī)天然氣勘探將以在現(xiàn)有區(qū)塊內(nèi)積極尋找可動用地質(zhì)儲量為主，推進地質(zhì)工程一體化，加快勘探開發(fā)一體化產(chǎn)能建設(shè)。同時，努力探索深部煤層潛力，積極獲取頁巖氣優(yōu)質(zhì)區(qū)塊，打造非常規(guī)油氣增儲上產(chǎn)新陣地。

1.2 率先在中國發(fā)展LNG產(chǎn)業(yè)，形成國際一流大型儲罐核心技術(shù)

LNG(液化天然氣)具有清潔高效、供應(yīng)靈活的優(yōu)勢，做好LNG業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮其在清潔低碳能源供給體系中的作用，是“雙碳”目標背景下保障國家能源安全的必要補充途徑。中國海油率先在中國發(fā)展進口LNG產(chǎn)業(yè)，開創(chuàng)了該領(lǐng)域行業(yè)領(lǐng)軍地位，近20年累計進口LNG超2億 t。2020年，中國海油LNG引進占全國總引進量的44%，仍保持著中國 LNG進口量的最大份額，位列世界第三。在LNG 產(chǎn)業(yè)，中國海油走出了一條通過貿(mào)易帶動資源、市場、設(shè)施業(yè)務(wù)一體化的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展道路[14,34]。中國海油目前運營的LNG接收站4座：廣東大鵬、福建、浙江和珠海站；另外，天津、海南、粵東、防城港和深圳迭福等5座LNG接收站，于2020年劃轉(zhuǎn)至國家管網(wǎng)集團。

圖5 大型LNG儲罐核心技術(shù)品牌(CGTank)應(yīng)用場景

2 全過程低碳管控，助力中國海油綠色低碳轉(zhuǎn)型

源頭控制、過程減排到末端治理全過程低碳管控，是中國海油低碳工作的主思路。在源頭管控方面，自2017年起，中國海油在國內(nèi)率先實施固定資產(chǎn)投資項目碳排放影響評估，從項目設(shè)計源頭推動碳減排措施的落地，截至2021年5月，共開展了60余項新建固定資產(chǎn)投資項目的碳評工作，涉及油氣開發(fā)、石油化工、岸電等多領(lǐng)域[15]。在過程減排方面，大力實施生產(chǎn)過程節(jié)能改造和能效提升項目，實施油田群電力組網(wǎng)和引入岸電、伴生氣回收、余熱利用、重點用能設(shè)備節(jié)能改造等過程減排措施。在末端治理方面，積極研究開發(fā)二氧化碳制化學(xué)品、碳捕集利用和封存等技術(shù)。下文重點對中國海油在碳減排和末端治理方面的部分特色項目和技術(shù)進展情況做一概括介紹，如岸電引入、智能/綠色油田建設(shè)及碳捕集利用封存技術(shù)等。

2.1 引入岸電降低碳排放

海上油氣田生產(chǎn)過程中溫室氣體排放來源主要包括5類：化石燃料燃燒排放、火炬氣燃燒排放、工藝過程放空排放、設(shè)備及管線泄漏與逃逸排放和凈購入電力和熱力所隱含的排放。其中，化石燃料燃燒排放占比最高，占總排的68%。這主要是由于海上油氣田開采過程需要的電力和熱力，而海上油氣生產(chǎn)大多遠離海岸，無法利用岸上的電力和熱力公用設(shè)施，這些電力和熱力主要依靠海上平臺的燃氣透平發(fā)電機組、燃氣鍋爐進行自產(chǎn)。因此，降低海上平臺化石能源燃燒發(fā)電所造成的碳排放，是生產(chǎn)過程碳減排的關(guān)鍵。

中國海油通過實施“對內(nèi)推動電力組網(wǎng)、對外引入岸電”雙管齊下的措施，以實現(xiàn)海上油氣生產(chǎn)碳減排。一方面，在現(xiàn)有與新建油氣田群之間積極開展區(qū)域電力組網(wǎng)，打破海上油氣開發(fā)平臺供電孤島，實現(xiàn)發(fā)電設(shè)備互用互備，提高供電可靠性與穩(wěn)定性，提高電站利用效率，節(jié)省發(fā)電燃料消耗；另一方面，在離岸距離適當、且有安全保障的情況下，合理引入岸電。由于海上平臺自備電站用燃氣透平機組發(fā)電，機組額定功率相對較小，發(fā)電效率一般在28%～34%之間。而岸電是陸地電網(wǎng)大型發(fā)電機機組發(fā)電，其發(fā)電效率為海上透平機組效率的2～3倍，且具有完善的尾氣處理和再利用措施，甚至具有水電、風(fēng)光電等綠色可再生能源發(fā)電的接入，可大大降低單位發(fā)電量的碳排放量，從而實現(xiàn)海上油氣生產(chǎn)碳排放總量的下降。

中國海油首先在渤海海域開展了岸電引入示范工程，并開始規(guī)模性推廣應(yīng)用。如：“秦皇島32-6—曹妃甸11-1油田群”岸電示范工程和“綏中36-1、錦州25-1油田群”岸電應(yīng)用工程等。在使用岸電后，預(yù)計渤海油田在生產(chǎn)高峰期可節(jié)省天然氣消耗23.8億m3/a，或節(jié)省原油消耗約17.5萬m3/a，相當于節(jié)能標準煤99.5萬t/a，實現(xiàn)二氧化碳減排約175萬t/a、氮氧化物減排約2.5萬t/a。

2.2 加快海上“綠色/智能”油氣田建設(shè)

“雙碳”目標背景下，在現(xiàn)代信息技術(shù)迭代、能源產(chǎn)業(yè)變革和企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的驅(qū)動下，“綠色油氣田”和“智能油氣田”建設(shè)，已成為油氣行業(yè)發(fā)展大勢。

2.2.1海上“綠色油氣田”建設(shè)

2019年6月，中國海油首次發(fā)布了《綠色發(fā)展行動計劃》[36]，從綠色油田建設(shè)、清潔能源供給和綠色低碳發(fā)展3個層面，提出了中國海油綠色發(fā)展的整體框架和發(fā)展思路，明確了綠色油田建設(shè)將以堅持“保護優(yōu)先、綠色開發(fā)”為理念，踐行“在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”的原則。中國海油在持續(xù)加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度的同時，將溫室氣體減排的思想融入新建項目的全生命周期，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型綠色油田。其中，渤海曹妃甸6-4油田和南海西部的東方氣田是中國海上“綠色油氣田”開發(fā)的新樣板。

2021年3月15日，中國海上全新“綠色油田”——曹妃甸6-4油田正式投產(chǎn)。該油田應(yīng)用“設(shè)計施工一體化”理念，采用綠色低碳管理，完善了中國海上“綠色油田”建設(shè)新模式，為海上油氣增儲上產(chǎn)和助力京津冀協(xié)同發(fā)展、雄安新區(qū)建設(shè)等注入新動力。該油田在設(shè)計初期就以關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化及綠色發(fā)展理念為主導(dǎo)，引入大量高質(zhì)量國產(chǎn)設(shè)備和創(chuàng)新型環(huán)保設(shè)備，實現(xiàn)減排增效。該油田首次應(yīng)用海上油田再生水收集罐，可將生活污水回收，徹底實現(xiàn)海上油田生活污水“零”排放；同時，該油田引入岸電，將通過電力組網(wǎng)的方式，為海上油田生活和生產(chǎn)供電，與以往平臺搭載燃油發(fā)電主機相比，每年將減少燃油主機原油消耗1.1萬t，年均節(jié)約能源約1.6萬t標煤，相當于減少二氧化碳排放4萬t，減排二氧化碳相當于植樹400萬棵[37]。

2.2.2海上“智能油氣田”建設(shè)

智能油氣田建設(shè)的目標是利用數(shù)字化技術(shù)改造提升傳統(tǒng)動能，最終目的是增儲上產(chǎn)和降本增效。以高技術(shù)、高風(fēng)險、高投入著稱的海洋石油企業(yè)，對智能化的探索更為重視。中國海油2012年首次提出了推動海上“智能油田”建設(shè)的目標；2014年啟動智能油田規(guī)劃及架構(gòu)設(shè)計工作，積極探索海上智能油田建設(shè)之路；2018—2021年，中國海油在無人化平臺開發(fā)、智能化無人平臺設(shè)計及生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化基礎(chǔ)上，加快推進相關(guān)技術(shù)研究和試點建設(shè)工作，先后完成了30余座在役和新建平臺的無人化方案設(shè)計，10余個在役和新建海上油氣田智能化方案設(shè)計，完成了東方氣田、白云氣田和秦皇島32-6油田等3個試點海上智能油氣田建設(shè)[38]。

其中，2021年10月建成投用的秦皇島32-6智能油田(一期)，是中國海上首個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的智能油田項目，該項目將云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、北斗等信息技術(shù)與油氣生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)深度融合，為生產(chǎn)了20年的老油田賦能，實現(xiàn)海上油田無人化少人化、油藏研究可視化、生產(chǎn)運營協(xié)同化、戰(zhàn)略決策科學(xué)化，將帶來30%的生產(chǎn)效率提升、5%～10%操作維護成本降低和20%用工減少[39-40]。

中國海油也將在試點探索基礎(chǔ)上，持續(xù)優(yōu)化、全面推廣“智能、安全、高效”的新型海上智能油氣田建設(shè)，加快推進產(chǎn)業(yè)升級和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從源頭節(jié)能減排，全面推動公司綠色低碳轉(zhuǎn)型。

2.3 積極開發(fā)海上CCUS技術(shù)

二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)(CCUS技術(shù))是通過地質(zhì)利用、化工利用和生物利用等資源化利用手段，將化石能源利用、工業(yè)過程排放以及從空氣中捕集的二氧化碳封存或轉(zhuǎn)化為燃料和化工產(chǎn)品，是中國實現(xiàn)“雙碳”目標必不可少的技術(shù)手段[41]。在“十三五”期間，中國海油加大了CCUS和碳匯等低碳、負碳技術(shù)的研發(fā)投入。

2.3.1二氧化碳資源化綜合利用

經(jīng)過捕集分離后的二氧化碳有比較廣泛的物理和化學(xué)利用價值。在物理利用方面，高濃度二氧化碳可通過物理方法制成液體二氧化碳或干冰直接應(yīng)用，這是目前成本最低、可行性最高的二氧化碳回收利用方法。在化學(xué)利用方面，二氧化碳可與其他共反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成為含碳有機物或燃料，用于化工、農(nóng)業(yè)及食品飲料等行業(yè)。如：二氧化碳與氫氣反應(yīng)合成甲醇；與甲烷重整生產(chǎn)合成氣，再合成高碳醇等有機物；與環(huán)氧丙烷發(fā)生共聚反應(yīng)，制備可降解塑料的原料等。

中國海油依托陸上終端豐富的氣源，開展了一系列二氧化碳資源化綜合利用工程建設(shè)。如：廣東珠海高欄海氣終端減碳作業(yè)和二氧化碳綜合利用項目、浙江寧波海氣終端液體二氧化碳項目等，目前均進入實施階段。在富碳天然氣制備甲醇等化工產(chǎn)品的工業(yè)運用方面，2020年由海洋石油富島有限公司與中國科學(xué)院上海高等研究院及中國成達工程有限公司合作開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)，率先建成全球最大規(guī)模二氧化碳加氫制甲醇工業(yè)試驗裝置，規(guī)模達5 000 t/a，現(xiàn)已完成工業(yè)試驗。

2.3.2海上CCUS負碳技術(shù)

中國海油針對自身二氧化碳排放特點和油氣區(qū)塊地質(zhì)條件，以廢棄油氣田、完善的海底管網(wǎng)、陸地終端、可靠的海洋工程技術(shù)為基礎(chǔ)，積極開發(fā)海上二氧化碳捕集、輸送、利用和封存負碳技術(shù)(圖6)，評估選取一些潛力區(qū)塊，嘗試開展先導(dǎo)性試驗和工程示范項目。

圖6 海上二氧化碳捕集、輸送、利用和封存技術(shù)流程示意圖

2021年8月，中國首個海上二氧化碳封存示范工程，在南海珠江口盆地恩平15-1油田群正式啟動。在該示范工程中，首先，通過石油地質(zhì)研究在該油田上覆的淺埋水層內(nèi)落實好構(gòu)造圈閉，準備用于埋藏油田開發(fā)過程中采出的二氧化碳；然后，將油和伴生二氧化碳氣體一起從地層采出，采出的油氣經(jīng)過特定裝置將二氧化碳分離出來，再將分離出的二氧化碳進行脫水干燥和壓縮處理；最后，通過回注井將處理后的二氧化碳重新注入地下，封存在事先已經(jīng)找好的淺部水層構(gòu)造圈閉內(nèi)。恩平15-1油田群二氧化碳封存示范工程將在海底儲層中永久封存二氧化碳超146萬 t，相當于植樹近1 400萬棵或停開近100萬輛轎車。

中國海油“十四五”重大科研項目CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)專項正式啟動，標志著公司正式啟動CCUS產(chǎn)業(yè)化推進行動。將重點開展海上CCUS全流程技術(shù)研究和示范項目，開展海洋碳匯和礦化固碳、二氧化碳化學(xué)利用技術(shù)研究等，旨在構(gòu)建差異化的海上CCUS技術(shù)體系和標準體系，開發(fā)具有自主技術(shù)的核心裝備，建設(shè)一支專業(yè)的研究隊伍，打造中國海上CCUS技術(shù)力量和競爭優(yōu)勢。

3 科技引領(lǐng)，加速海洋新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展

中國海油積極應(yīng)對能源行業(yè)變革加速的挑戰(zhàn)，加快推動公司發(fā)展轉(zhuǎn)型，加速探索發(fā)展新業(yè)務(wù)新業(yè)態(tài)，充分發(fā)揮海洋工程及勘探領(lǐng)域比較優(yōu)勢，注重油氣融合協(xié)同，打造海上風(fēng)電業(yè)務(wù)的差異化競爭優(yōu)勢，探索儲能、氫能、海洋溫差能等，推動發(fā)展多能互補綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)。

3.1 聚焦中遠海風(fēng)電技術(shù)，打造海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈

海上風(fēng)能是海洋可再生能源的重要組成部分,也是海洋可再生能源中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化應(yīng)用前景的能種，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

3.1.1全球海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

1)全球海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀。

全球海上風(fēng)電發(fā)展速度大幅度加快，建設(shè)區(qū)域更加廣闊。早期全球海上風(fēng)電市場主要分布在歐洲的英國、德國、丹麥、比利時等國家，歐洲海上風(fēng)電近10年保持平穩(wěn)增長發(fā)展趨勢。近幾年，全球海上風(fēng)電已經(jīng)由歐洲北海擴展到亞洲及南北美洲等更多區(qū)域。2021年，全球海上風(fēng)電場新增裝機容量約1 140萬kW，同比增長32%，累計并網(wǎng)裝機規(guī)模達4 540萬kW。從全球海上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機規(guī)模排名看，2021年中國超越英國，位居全球第一，其次是英國和丹麥，美國和巴西海上風(fēng)電也開始加速發(fā)力。從各國發(fā)展規(guī)劃看，未來10年海上風(fēng)電發(fā)展速度將大幅度加快，2021年各國紛紛提出調(diào)增海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，英國、美國、挪威、印度等國家2030年規(guī)劃裝機容量均超過3 000萬kW。

全球海上風(fēng)電建設(shè)成本呈現(xiàn)逐年下降趨勢，海上風(fēng)電機組大型化趨勢明顯，建設(shè)區(qū)域從近海呈現(xiàn)向深遠海發(fā)展趨勢。從海上風(fēng)電建設(shè)成本看，2021年建設(shè)成本平均為2 630美元/kW，同比下降5%；從平均度電成本看，2021年海上風(fēng)電平均度電成本82美元/MWh，較10年前下降30%左右。另外，海上風(fēng)電機組大型化趨勢明顯，整機廠商紛紛提出研制海上大型風(fēng)機，機組大型化將進一步降低單位度電成本。同時，從海上風(fēng)電場建設(shè)發(fā)展趨勢看，呈現(xiàn)向深遠海發(fā)展趨勢。目前全球已建和在建的海上風(fēng)電項目最大水深108 m，日韓和挪威核準未建項目最大水深達200 m；已建和在建的英國Hornsea One項目離岸距離145 km，核準將建的DoggerBank項目最大離岸距離200 km[42]。

2)國內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀。

國內(nèi)海上風(fēng)電近幾年發(fā)展迅猛，開發(fā)經(jīng)驗日益成熟。截至2021年底，中國海上風(fēng)電累計裝機容量1 641萬kW，其中2021年新增并網(wǎng)裝機容量742萬kW，年增長率超過80%，創(chuàng)歷史新高。標志著中國海上風(fēng)電市場開始由新興走向成熟。國內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展前景廣闊，“十四五”期間，國家將主要在廣東、江蘇、福建、浙江、山東、遼寧和廣西等沿海地區(qū)大力發(fā)展海上風(fēng)電，重點建成7個大型海上風(fēng)電基地。預(yù)計2035年、2050年7個風(fēng)電基地總裝機規(guī)模將分別達到7 100萬kW、1.32億kW。

3.1.2中國海油海上風(fēng)電發(fā)展技術(shù)路徑、現(xiàn)狀及趨勢

海上風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)主要包括風(fēng)資源評估、發(fā)電、施工、運維和并網(wǎng)等，涉及多專業(yè)、多領(lǐng)域，復(fù)雜程度較高，屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)。進入海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，中國海油具有海洋工程設(shè)計、施工建造和運維管理的優(yōu)勢。在全球海上風(fēng)電裝機規(guī)模持續(xù)上升，中國海上風(fēng)電建設(shè)經(jīng)驗日漸成熟、市場發(fā)展?jié)摿Υ蟮谋尘跋?，積極優(yōu)快發(fā)展海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，有選擇地進入海上風(fēng)電開發(fā)環(huán)節(jié)，攻關(guān)近海風(fēng)電開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和深遠海風(fēng)電開發(fā)核心技術(shù)，形成海上風(fēng)電一體化技術(shù)和標準體系，打造差異化近海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈，是中國海油海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)路徑。

1)優(yōu)快發(fā)展近海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，選擇性進入海上風(fēng)電開發(fā)環(huán)節(jié)。

近海風(fēng)電大基地是新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)?；慕?jīng)濟性選擇，優(yōu)快發(fā)展海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，選擇性進入海上風(fēng)電開發(fā)環(huán)節(jié)，是中國海油低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點之一。中國海油關(guān)注能源供給端和消費端的變化趨勢，成立了中海油新能源北京分公司、中海油融風(fēng)能源有限公司、中海油能源發(fā)展股份有限公司清潔能源分公司等，大力推進海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)開發(fā)。中國海油首個海上風(fēng)電項目——江蘇竹根沙項目于2020年9月首批機組并網(wǎng)發(fā)電，2021年10月實現(xiàn)全容量投產(chǎn)運行，標志著中國海油綠色低碳戰(zhàn)略在長三角地區(qū)進一步落地。該風(fēng)電場中心離岸距離39 km，規(guī)劃裝機總?cè)萘?0萬kW，包括67臺風(fēng)力發(fā)電機組、1座220 kV海上升壓站、1座陸上集控中心、兩回路220 kV電纜，年上網(wǎng)電量達約8.6億kWh，與同等發(fā)電量的常規(guī)燃煤火電機組相比，每年可減排二氧化碳 57.1萬t[15]。

未來，中國海油還將通過加快百萬千瓦級海上風(fēng)電場建設(shè)，打造規(guī)?；Ｉ巷L(fēng)電基地。一方面，發(fā)揮公司在海洋工程、技術(shù)和資本等領(lǐng)域的比較優(yōu)勢，加大對大灣區(qū)、海南、廣西、福建、山東等近海風(fēng)電資源的獲?。涣硪环矫?，積極參與廣東省和海南省的海上風(fēng)電基地規(guī)劃，努力成為粵東和陽江8個風(fēng)電項目的主要業(yè)主單位，積極推進海南東風(fēng)CZ7海上風(fēng)電項目進展；同時，充分挖掘沿海省市開發(fā)業(yè)主的風(fēng)電場資源，通過多種合作模式，加快近海風(fēng)電資源獲取和產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大進程。優(yōu)快發(fā)展近海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，既可以控制公司低碳轉(zhuǎn)型的風(fēng)險，也可以保障碳排放量達峰后的逐步下降。

另外，海上風(fēng)電給油氣平臺供電是近海風(fēng)電新能源與傳統(tǒng)油氣協(xié)同發(fā)展的新模式之一。岸電為海上平臺供電，理論上可將平臺所在區(qū)域硫化物、氮化物等污染物排放降低至零，但短期無法大幅度降低油氣生產(chǎn)過程的碳排放，這主要是因為目前陸上電網(wǎng)以火電為主。而建設(shè)分布式海上風(fēng)電不僅可為油氣生產(chǎn)平臺供電，還能有效降低油氣生產(chǎn)過程中二氧化碳和其他污染物的排放。因此，隨著海上油氣生產(chǎn)平臺數(shù)量持續(xù)增加，發(fā)展分布式風(fēng)電與岸電結(jié)合的區(qū)域性海上能源互聯(lián)微網(wǎng)，開發(fā)海上風(fēng)電自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、制氫儲能等，提升風(fēng)電的接入利用水平，岸電作為微網(wǎng)穩(wěn)定性保障的“支撐電源”，是中國海油有效降低油氣生產(chǎn)過程碳排放強度的發(fā)展新模式。

2)瞄準中遠海風(fēng)電，加大核心技術(shù)攻關(guān)力度。

瞄準中遠海海上風(fēng)電在未來“雙碳”目標實現(xiàn)中的重要地位，中國海油牽頭梳理深遠海海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展堵點和關(guān)鍵技術(shù)，加大深遠海風(fēng)電開發(fā)核心技術(shù)研發(fā)投入。重點攻關(guān)漂浮式風(fēng)機應(yīng)用技術(shù)、分散式發(fā)電、遠距離輸電及制氫儲氫技術(shù)等(圖7)，研究深遠海海上風(fēng)能資源及選址綜合評價方法，以期利用中海油自身在深遠海海洋工程方面的優(yōu)勢，對海上風(fēng)電核心資源進行整合，打造具備國際競爭力的深遠海海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈。

圖7 深遠海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)示意圖

目前正積極推進為文昌14-3海上平臺供電的7.25 kW漂浮式海上風(fēng)電示范項目，該項目旨在研究為海上油氣田供電的低成本、高效率的深遠漂浮式海風(fēng)電開發(fā)之路。

在全力推動深遠海浮式風(fēng)電技術(shù)研究與示范的同時，中國海油也積極探索新能源與傳統(tǒng)油氣產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的新模式，包括：風(fēng)光發(fā)電與傳統(tǒng)油氣產(chǎn)業(yè)、風(fēng)光發(fā)電與天然氣發(fā)電、海上風(fēng)電與海洋牧場等協(xié)同發(fā)展模式，推動公司綠色能源轉(zhuǎn)型再提速。

3.2 探索氫能、儲能和海洋溫差能技術(shù)

3.2.1海上風(fēng)電制氫及儲運一體化技術(shù)探索

氫能作為一種二次能源，需要用其他能源加工得來，以燃料電池方式將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，可廣泛用于交通和儲能等能源供給體系，氫能的儲能屬性使其具備跨時間和空間靈活應(yīng)用的潛力，能與可再生能源有效銜接，助力可再生能源消納與大規(guī)模發(fā)展。因此，氫能源在全球向清潔能源轉(zhuǎn)型及提高能源系統(tǒng)靈活性方面將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

近些年全球資本、技術(shù)、輿論等因素正共同催生本輪氫能發(fā)展的熱潮，歐盟、美國、日本、中國已將氫能納入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，并出臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和支持政策。美國重視氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)培育，在固定式燃料電池發(fā)電、氫燃料電池車應(yīng)用研究方面有絕對優(yōu)勢；歐盟實現(xiàn)凈零碳排放，氫能是其重要抓手；日韓在燃料電池車、家用燃料電池、加氫站網(wǎng)絡(luò)和氫技術(shù)開發(fā)方面處于領(lǐng)先地位。據(jù)國際氫能理事會發(fā)布的報告預(yù)測，2050 年氫能約占全球能源需求的18%，工業(yè)、交通和建筑供暖供電都將是氫能應(yīng)用重點領(lǐng)域[43]。

目前國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)整體處于技術(shù)研究與示范應(yīng)用階段。與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比，中國在氫能產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)、關(guān)鍵材料和裝備制造等方面還存在一定的差距[44]。“雙碳”目標下，國家相繼發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》等重磅文件，從立法、頂層設(shè)計、示范應(yīng)用等方面支持氫能產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。同時，地方政府、社會資本、產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)企業(yè)、科研院所等多方力量加速入場，多因素疊加推動國內(nèi)以加氫站為代表的氫能制—儲—運—用產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展，初步形成珠三角、長三角、京津冀等氫能集群，以及北京、上海、廣東、河南、河北五大燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群。

國內(nèi)以中國石化為代表的油氣企業(yè)具有氫源和銷售網(wǎng)絡(luò)等比較優(yōu)勢，已開展制氫、加氫站及儲運設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)。中國海油加快發(fā)展海上風(fēng)電，積極開展了海上風(fēng)電制氫及儲運用一體化關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用方案研究。主要包括：海上風(fēng)電制氫方案研究、海上堿性ALK和PEM電解水制氫技術(shù)、綠氫生產(chǎn)與富碳天然氣開發(fā)集成技術(shù)研究、綠氫與煉化等關(guān)鍵技術(shù)。另外，中國海油也將加大氫能儲能和電化學(xué)儲能等新型儲能技術(shù)的研究，以提高新能源發(fā)電消納能力。

3.2.2海洋溫差能開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

海洋能是一種蘊藏在海洋中的可再生能源，包括機械能(潮汐能、潮流能、海流能、波浪能)和熱能(海水溫差能)。海洋溫差能(海洋熱能)是海洋中受太陽能加熱的表層溫海水(溫度 25～28 ℃)與 深層(水深800～1 000 m)冷海水(溫度 7～4 ℃)之間蘊藏的熱能。海洋溫差能最常見利用方式是發(fā)電，是海洋能中最穩(wěn)定的清潔可再生能源。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當表層溫海水與深層冷海水之間的溫差大于 18 ℃時就具有開發(fā)價值[45]。海洋溫差能主要分布在赤道附近水深 1 000 m左右的熱帶海域，中國南海溫差能資源潛力大，在島礁與海洋油氣開發(fā)等方面具有重要意義。但是，中國在海洋溫差能開發(fā)利用工程研究方面的起步較晚，目前尚無適用于海洋溫差發(fā)電的熱交換器、氨透平發(fā)電機組、海水潛水泵等產(chǎn)品，亟需技術(shù)上的突破。

海洋溫差能開發(fā)利用是中國海油長遠發(fā)展規(guī)劃關(guān)注的重點，需要攻關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域包括：兆瓦級海洋溫差能開發(fā)熱力循環(huán)工藝系統(tǒng)、高效熱交換器和工質(zhì)透平系統(tǒng)、深層海水提升重控分析技術(shù)、深層海水綜合利用技術(shù)、溫差能發(fā)電浮式平臺一體化設(shè)計等。目前，已完成國內(nèi)首個10 MW全海式海洋溫差能電站概念方案的設(shè)計，設(shè)計方案包括：熱力循環(huán)工藝系統(tǒng)、冷水管系統(tǒng)、溫差能發(fā)電平臺總圖布置、重控分析、控制及通信系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和平臺結(jié)構(gòu)的研究設(shè)計，以及投資估算和經(jīng)濟評價，這為國家未來開發(fā)利用海洋溫差能提供了技術(shù)和決策支持。

4 結(jié)束語

為了保障國家能源安全與實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標，中國海油正在大力推進天然氣增儲上產(chǎn)，持續(xù)發(fā)揮LNG產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，積極構(gòu)建以海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)為主的具有中國海油特色的新能源產(chǎn)業(yè)體系，大力推進傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)過程節(jié)能減碳與負碳技術(shù)體系的發(fā)展和工程實踐，努力為社會提供更多低碳能源產(chǎn)品與服務(wù)。未來發(fā)展中，中國海油在做好綠色低碳產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新布局的同時，也要做好前瞻性技術(shù)的跟蹤、評估以及與相關(guān)科研院所或企業(yè)的溝通合作，加快中國海油特色綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)的攻關(guān)，同時加快碳排放數(shù)據(jù)平臺的完善，努力推進“標志性技術(shù)”轉(zhuǎn)化為“標志性成果”，打造中國海油特色“標志性人才”隊伍，以保障在實現(xiàn)國家能源安全基礎(chǔ)上率先實現(xiàn)“碳達峰”目標。