隨著全球各國減碳趨勢的加強，油氣行業(yè)作為關鍵碳排放大戶，在能源轉型戰(zhàn)略中居于重要地位，多個歐美國際化經營的油公司都出臺了減碳目標和遠景規(guī)劃，主動采取措施降低油氣勘探開發(fā)生產和煉化銷售活動中產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的投資和推廣力度。

碳捕集、利用和封存技術(CCS/CCUS)作為一項綜合性技術，在全球已經有近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技術已經非常成熟。在碳減排驅動下，2020年后全球新規(guī)劃的碳減排項目多以CCS為主要目標，當CCS作為一項區(qū)別于CCUS技術單獨應用時，不再是二氧化碳驅油技術的簡單延伸，而具有其特殊性和復雜創(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技術應用具有前景，國家石油公司有動力推動CCS/CCUS項目建設，但部分項目表現(xiàn)不佳，面臨巨大的財務、技術挑戰(zhàn)，缺乏成熟的商業(yè)模式、穩(wěn)定的收入來源，導致成本居高不下，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，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)手進行能源轉型提供了非常寶貴的操作經驗，也讓業(yè)界認識到跨行業(yè)能源轉型合作項目管理的復雜性。

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，壓縮液化后回注至400米厚的含水砂層。高更項目2016年開始產氣，每年從天然氣中分離出約400萬噸二氧化碳，原本目標是在產氣后5年內將二氧化碳排放量降低80%，但由于技術問題，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%的氣田產出二氧化碳，埋存井注入能力(210萬噸/年)只有項目設計(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，并取得了積極進展。

挪威國家石油的斯萊普內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層以上或以下的鹽水砂巖層。斯萊普內爾項目1996年投產，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年投產后年設計注入量約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爾合作，推進北極光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設施正在建設中，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制氫裝置產生的二氧化碳副產品用液氨吸收捕集，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年投產的1號生產線年捕集500萬噸二氧化碳，2012年投產的2號生產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中樞，再進入OXY在二疊盆地的眾多EOR油田。

美國埃克森美孚的蘇特克里特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)，又被注回原產氣層，年回注量約40萬噸。經過歷年多次擴建改造，該設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，擴建設施將于2025年投產。

國際油公司CCS/CCUS面臨技術、經濟與法律挑戰(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技術和悠久實踐，目前全美約35萬桶/天的原油產量來自二氧化碳-EOR項目，最大二氧化碳-EOR產區(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氣源供應了美國二氧化碳-EOR用氣的大部分，但對油公司的減碳目標并無意義，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。為了響應減碳理念，北美油氣界還提出了所謂的“負碳石油”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?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油經濟性為首要目標的條件下，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，驅油效率降低，驅油難度不斷增大，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驅油與碳埋存這兩個相互矛盾的目標之間主動偏向后者，將更大范圍的非驅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性和經濟性挑戰(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項目法律責任主體：埋存層位礦權歸屬，捕集二氧化碳產權的轉移和歸屬，二氧化碳地下封存長期風險責任最終歸屬。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+多種途徑繳納風險基金。

CCS/CCUS實踐是油氣行業(yè)在完全轉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)能源轉型從近期看只能是從低碳油氣方式開始，即在油氣生產、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，在轉型過渡期內用油氣板塊的收益來支持新能源板塊業(yè)務的研發(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面臨著技術不成熟、技術擴展難度大、應用成本高等諸多瓶頸，但是不失為油氣行業(yè)在完全轉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

海洋油氣開采技術的自然延伸，有望隨著CCS/CCUS技術的成熟和擴張而獲得進一步應用和發(fā)展。

在CCUS/CCS產業(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內容的投資，并與外部小型初創(chuàng)公司合作，通過風險投資，依賴外部力量來推動CCS/CCUS技術的研發(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)行難度大已經成為推廣CCUS項目的主要阻力，雖然從發(fā)展觀點看，CCS/CCUS產業(yè)鏈的每一個環(huán)節(jié)都存在改進和降本空間，但是縱觀全球，除了技術創(chuàng)新和改進外，政府的支持力度對CCS/CCUS的推廣至關重要。一旦解決了經濟性的問題，技術擴展的問題才有望通過更多公司的參與，通過漸進式的技術創(chuàng)新而獲得解決。

比起油氣開采技術，CCS/CCUS技術仍處于早期階段，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，其原因在于未能很好地解決關鍵流程技術，它們?yōu)槟茉葱袠I(yè)的其他CCS/CCUS項目提供了有益的經驗和教訓。

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

基于北美在二氧化碳-EOR領域的傳統(tǒng)優(yōu)勢和經濟性考量，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。