向能源超级盆地时代迈进（图）

  讲述“一带一路”能源合作故事
  [中国石油新闻中心2024-05-07]
  编者按：当前，新一轮能源革命席卷全球，具备建设多能互补综合能源供给体系、实现源网荷储高效匹配等优势的能源超级盆地进入大众视野，成为探索“化石能源与新能源”融合发展的重要选项。建设能源超级盆地不仅是应对气候变化、回应碳达峰碳中和的时代诉求，也是确保能源安全、推动经济绿色发展的要求。
  能源超级盆地将为传统能源体系带来重大变革
  周体尧?中国石油勘探开发研究院
  能源超级盆地概念应运而生
  为应对气候变化，遏制全球变暖，世界各国陆续提出了碳中和目标，并设计了实现碳中和的路径。传统化石能源行业如何实现绿色低碳发展，成为亟待解决的问题。今年3月，全国“两会”期间，中国石油集团董事长、党组书记戴厚良，联合中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院教授张来斌、中国石油大学（北京）石油工程学院教授李根生共同提出《关于加强能源超级盆地建设的建议》。他们建议，立足我国实际，加快建设能源超级盆地，探索“化石能源与新能源”融合发展模式。
  能源超级盆地源于传统的超级含油气盆地概念，是随着绿色低碳发展的需求越来越紧迫应运而生的新概念。2022年7月，能源咨询公司伍德麦肯兹在研究报告中指出，能源超级盆地必须具备3个条件：拥有丰富的油气资源、可获得低成本的可再生能源、具备规模化的碳捕获和储存（CCS）能力。今年2月，中国科学院院士邹才能首次给出碳中和“能源超级盆地”可量化评价的定义：发育纵向多套叠置的油气储层和咸水层，原始石油地质储量规模超100亿吨、剩余地质储量超50亿吨，原始天然气地质储量规模超10万亿立方米、剩余地质储量超5万亿立方米，年产油气当量超5000万吨，原始煤炭资源量超1万亿吨、年产煤炭能力超10亿吨，太阳光年辐射总量超4000兆焦耳/平方米、年有效利用时间超1200小时，风功率密度超150瓦/平方米、年利用时间超2000小时，CCUS/CCS源汇匹配俱佳，二氧化碳封存潜力超100亿吨，地热资源量折合标准煤超100亿吨，管网体系发达、日供气量超1亿立方米，储备系统初具规模、有效库容超100亿立方米的盆地。
  与超级含油气盆地一样，能源超级盆地也是指一个特定的地质区域，这一区域不仅油气煤炭等传统化石能源、风光电等新能源资源非常丰富、生产供给能力强，而且可再生资源成本低。另外，还具备规模化的储能（包括储气库）、储碳（CCUS/CCS）能力，基础设施和管网系统相对完备。因此，能源超级盆地将成为全球清洁能源供应的重要基地。
  能源超级盆地建设意义重大
  当前，全球能源体系正在从以化石能源为主转向“煤炭、油气、光伏、风能”等多元化利用。建设能源超级盆地，就是要建设一套超级大型的多能互补、综合能源供给体系。对于我国而言，由于原油和天然气高度依赖进口，通过建设这套多元化的能源供给体系，实现传统能源、新能源，供给能力、存储能力等方面的高效匹配，从能源的源头实现多元化供给、清洁化利用，对保障国家能源安全、实现“双碳”目标意义重大。
  对传统能源行业而言，能源超级盆地是石油、天然气和煤炭等化石能源的重要供应基地，这有助于保持化石能源开采与冶炼的优势，稳定传统能源市场的供应和需求。与长距离电力传输相比，靠近油气产区的绿电设施损耗低、价格便宜，可以有效提升原油生产脱碳方案的竞争力，为化石能源低碳利用提供有力支撑。
  建设能源超级盆地是推动可再生能源产业发展、实现规模利用的重要方向。当前，随着技术持续升级，风电、光电、地热等新能源开发成本持续降低。以鄂尔多斯盆地为例，宁东地区太阳能发电、储能技术等新能源技术产业规模大，创新技术研发实力雄厚，光伏发电产业化程度高，一千瓦时电的成本可低至0.2元以下。然而，由于风速、太阳辐射量和降水量等不稳定因素，可再生能源供应存在较大波动性。在能源超级盆地系统中，这个问题可以得到有效解决。当可再生能源供大于求时，地下储层可作为储氢田、储能田，实现多元化、低成本高效存储；当可再生能源供不应求时，地下储层可作为储碳田、供能田，保障低成本、绿色低碳能源持续稳定供给。
  传统的火电、水泥、钢铁、炼化等行业具有碳排放规模大、浓度低、碳源稳定性差等特点，规模化捕集二氧化碳的能耗高、成本高、风险大。要在有限时间内实现碳中和，就必须依靠CCUS/CCS等技术。但是，要想打通CCUS/CCS全产业链各环节，还需解决全产业链上不同行业之间的利益分配问题，以及不同省份、企业之间高效整合优势资源与技术成果的问题。通过建设能源超级盆地，形成一盘棋思维、一体化运行，更容易形成合力，打破行业壁垒，既可以解决盆地自身的碳中和问题，还可以利用盆地咸水层封存能力强的特点，为碳排放企业提供封存服务，实现产业化。
  能源超级盆地发展尚处起步阶段
  目前，全球范围内能源超级盆地尚处于企业自行谋划建设阶段，没有成熟的案例。但是，从上世纪50年代起，将原油开采和CCUS/CCS结合的二氧化碳驱油提高采收率（CCS-EOR）技术就开始了探索试验。数据显示，截至2023年7月，全球运行、建设、规划及计划中的各类CCUS商业项目达392个，预计年捕集规模可达3.61亿吨。41个运行项目的年总捕集规模4900万吨，其中捕集二氧化碳用于CCS-EOR的项目为29个。
  值得注意的是，我国在这一领域做了诸多探索。2022年全球新增的4个CCS-EOR运行项目中有2个来自我国，2023年新增的3个运行项目全部来自我国。我国CCUS产业处于由试验向规模化示范、产业化发展的关键期，已具备百万吨级碳捕集和注入能力，并正在启动千万吨级项目。截至2023年底，中国石油的二氧化碳驱累计注入量已达722万吨，约占全国的70%。
  在CCUS/CCS与新能源技术协同开发方面，国内外石油公司正在进行实践探索。壳牌规划的欧洲西北部工业集群项目，采用CCS结合可再生能源模式，利用风光等可再生能源为氢能项目提供电力，氢能项目再与炼油厂、化工园区、钢铁厂、水泥厂等耦合，捕集相关项目难以减排的二氧化碳，运输到附近海域进行封存或地质利用，实现深度脱碳。在我国，吉林油田是最早进行CCS-EOR技术探索的油田。近年来，吉林油田把油气与新能源融合发展作为绿色低碳转型的重要举措，发展出“CCUS+新能源自消纳+集约化建井+智能化管控”的模式，生产的绿电可以满足平台用电需求，生产出国内第一桶零碳原油，累计埋存二氧化碳超300万吨。
  我国能源超级盆地建设前景广阔
  能源超级盆地建设是一个复杂的系统工程，仅靠个别企业自发组织协调建设，难以满足发展诉求，无法实现能源超级盆地的最大优势——协同。我国鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾等盆地，一定程度上具备建设能源超级盆地的潜力，建设能源超级盆地具有广阔前景。但要实现规模化发展就要重点关注以下四个方面。
  首先，要立足能源超级盆地特点与主要作用，做好盆地范围内化石能源、新能源、碳存储空间3类资源的系统评估、优劣分类与区域划分，为综合高效利用奠定资源基础。
  其次，要抓好顶层设计，做好整体规划部署。国家相关部委需牵头组织，会同地方政府、能源企业，制定能源超级盆地整体规划部署方案，落实优惠政策、提供资金支持，鼓励企业加大对能源超级盆地建设的投入。
  再次，要成立产业联盟，推动示范工程建设。通过产业联盟或创新联合体对接能源超级盆地发展规划，针对区域内不同类型的能源特点，补充完善相关产业，协同推进全产业链一体化利用示范工程建设。
  最后，要加大科技创新力度，提升绿色能源价值。整合各企业、科研机构优势力量，把提高能源开采效率、利用效率和降低碳排放量作为重要指标，充分结合大数据、云计算、物联网等新一代信息技术，围绕多能互补高效供给模式、智能预警机制等关键技术开展攻关。同时，要加大能源超级盆地区域内的市场监管力度，把绿色低碳、环境保护摆在最重要位置，提升绿色能源的产品价值，确保能源超级盆地的建设成果得到有效保护。
  能源超级盆地你知道吗？
  能源超级盆地的特点
  1、化石能源储量规模和生产能力大
  2、新能源规模化生产与利用成本低
  3、储气库储能库规模大且数量多
  4、规模化碳捕集和地下储存能力强
  5、基础设施和管网系统相对完备
  传统超级含油气盆地
  >>传统超级含油气盆地普遍定义为多套油气层叠置、原始油气可采储量规模超过13.6亿吨油当量、剩余可采储量超过6.8亿吨油当量，基础设施相对完备的盆地。目前，全球共有超级含油气盆地44个，其石油和天然气产量占全球总产量的90%以上。
  新型碳中和能源超级盆地
  >>未来能源超级盆地将拥有丰富的油气资源，可获得低成本新能源，具备规模化碳捕集和储存（CCS）能力。
  >>伍德麦肯兹根据清洁能源的可用性和CCS潜力，将传统超级含油气盆地划分为具有强大的可再生能源和CCS潜力的顶级能源超级盆地、具有良好的可再生能源或CCS潜力的可能能源超级盆地，以及缺乏强大可再生能源和CCS潜力的处于不利地位的传统超级含油气盆地。
  >>中国鄂尔多斯盆地属于顶级能源超级盆地。
  能源超级盆地的优势
  >>建设多能互补综合能源供给体系。
  >>实现源网荷储高效匹配。
  建设能源超级盆地的意义
  >>打造世界级碳中和能源超级盆地是一个具有代表性的方向与模式，强调新型能源体系是以“新能源、新电力、新储能、新智能”的“四新”为技术主导的绿色智慧能源体系。
  >>能源超级盆地理念与模式，伴随地下煤炭、石油、天然气、地热、伴生矿产与地上风能、光能融合协同开发利用，盆地区域内能源生产利用、二氧化碳利用与封存达到“净零排放”，盆地区域系统内基本实现碳中和，将对全球“碳中和”背景下的能源革命具有重大意义。
  鄂尔多斯盆地的能源超级盆地潜力
  >>鄂尔多斯盆地内化石能源和可再生能源资源丰富、二氧化碳源汇匹配优势显著，具备建设成为能源超级盆地的资源基础。
  >>鄂尔多斯盆地位于我国内陆腹地和陆上丝绸之路经济带主干道，是西气东输等能源主干线交会地，也是落实国家黄河流域生态保护和高质量发展战略的主阵地，区位优势突出。
  观点连线
  本期对话嘉宾：斯伦贝谢北亚区首席技术专家?仇凯斌
  能源超级盆地建设对传统能源行业有何重要意义？
  能源超级盆地是一个将传统化石能源开采、新能源利用和CCS相结合的概念。以前，超级盆地主要通过丰富油气资源这一单一指标来进行评价。能源超级盆地则将这一概念拓展为包含丰富油气资源、低成本大规模清洁电能及巨大CCS封存库容的三大评价指标，目标是创建一个能源开发、生产、使用综合体系。通过清洁电力为石油或天然气的生产提供能源并把多余电能外输，同时通过CCS实现二氧化碳的地下封存。这种方法不仅可以推进传统油气行业深度减排，而且还提供了一种更可持续的方式来生产化石能源。
  能源企业通过采用新能源、CCS与油气田开发协同发展的模式，可以抵消范围1、范围2甚至范围3的碳排放，提供“零碳油气”给下游用户，在激烈的竞争中提供差异化产品及服务，实现和下游能源使用行业紧密协同的减排。同时，这也能够改变人们对传统能源企业提供高排放能源产品的刻板印象，促进传统能源企业成为积极应对气候变化的参与者及引领者。
  能源超级盆地建设需应对哪些挑战？
  目前，许多油气公司只是在一个盆地的局部拥有一个或多个区块。在能源超级盆地的背景下，可以用“能田”（Energy?Field）的概念代替“油气田”，明确油气公司的业务转型及角色转变。在能源超级盆地的建设中，油气公司不仅需要在自己油气田的开发过程中，将常规油气、新能源及CCS统筹考虑、一体化协同推进，同时也需要和周边区块及合作伙伴在能源使用、能源分销、CCS作业及基础设施建设等方面实现深度协同。具体来看，建设能源超级盆地需要采取以下措施。
  首先，要进行全面的地面及地下全层系资源评估，以确定常规油气资源的储量、新能源（地热、风能、太阳能）的开发潜力、碳封存的库容和经济性，以及与能源相关的稀有矿物（例如锂）的资源情况。
  其次，要基于资源评价的成果对整个盆地进行分类分区，确定推进常规油气生产、新能源及CCS协同发展的路线图。也可根据市场条件、地面条件、环境条件等，把新能源（地热、风能、太阳能）作为能源生产的重要组成部分，甚至在油气藏衰竭之后有效替代油气生产，成为可持续能源生产的关键。
  最后，要做好基础设施的开发。这包括新能源的传输设施、储存设施、智能管理控制设施以及将碳源设施连接到多个注入场址的CCS集群（Hub）。同时，对现有油田基础设施进行升级改造（特别是利用数字化技术），将有助于降低总体油气作业的碳排放强度，提高油气全生命周期（从孔隙到管道）的生产力水平。
  需要注意的是，明确的支持性政策法规对于吸引投资、推进能源超级盆地建设至关重要。通过建立明确的减排目标及交易规则，明确二氧化碳封存库容权（Pore?Right）的认定及交易方式，以及推出新能源发电、使用及储能的相关激励措施，将极大提升常规油气公司及投资者对能源超级盆地的信心。同时，确定盆地内和跨盆地基础设施的建设模式，以及在整个项目生命周期中需要遵守的环境标准、监管措施等，也将为能源超级盆地的发展奠定基础。
  石油企业建设能源超级盆地有何机遇与挑战？
  能源超级盆地对油气企业（包括油服企业）既是重大挑战，也是重大机遇。油气企业在地球科学数据、地面地下的现场作业以及上下游的整合方面具有独特优势。
  同时，油气企业也需要充分认识到能源超级盆地建设的复杂性、长期性和独特风险。为了应对这些挑战，油气企业要及早明确相关战略，积极培养人才，大力发展与CCS、储能等相关的技术，不断和相关行业领导者及初创企业建立合作，开展先导实验及技术研发项目，在能源超级盆地建设方面占据先机。
  石油企业建设能源超级盆地，就要实现CCS和常规油气开发的深度融合。为此，我们提出“CCS?Ready?Field?Development?Plan”的概念，也就是“融合二氧化碳封存的油气田开发方案”。这需要在制定油气田开发方案的时候同步考虑二氧化碳封存的具体需要，通过二氧化碳驱油/驱气提高整个油气田开发效率。要在开发阶段充分利用二氧化碳提高采收率，并在油气田衰竭后顺利过渡到二氧化碳封存阶段。
  油气企业积极参与能源超级盆地建设有几个关键词要考虑。首先是“观念变革”。油气开发配合CCS对于油气企业来说不是一道选择题，而是实现能源转型及深度减排的必答题。其次是“蓝图先行”。考虑到CCS的长周期性，石油企业需要根据减排路线图及自身实际情况制定短中长期计划，明确组织架构、关键节点、投资方向以及如何和现有常规油气业务深度融合。最后是“合作创新”。能源超级盆地建设的技术难度、复杂性及风险远远超过常规油气开发，通过整合多行业的投资、技术、经验及市场渠道，能够有效降低作业风险，加速能源超级盆地的建设。
  能源超级盆地的发展前景如何？
  能源超级盆地是一个非常具有前瞻性和创新性的概念，它明确了传统油气公司实现能源转型及长期持续发展的方向。它将传统石油和天然气开采、新能源、CCS技术结合起来，旨在实现大规模温室气体减排并提高能源效率。
  这个概念的核心在于把传统油气公司从“油气生产及分销商”重新定位为“低碳及零碳能源提供商”。通过CCS技术的应用，可以有效地从大气中去除二氧化碳并将它安全存储在地下深处或应用于其他工业过程。
  与传统油气开采相比，能源超级盆地建设不仅可以减少碳排放，还可以利用现有油气生产作业模式的改变来推动油气企业在继续开发化石能源的同时实现绿色低碳目标。
  尽管这一概念有着光明的前景，但要实现大规模建设还有很长的路需要走。例如，传统油气企业作业模式的调整需要大量投资和技术创新以降低成本。如何实现二氧化碳的高效捕集、运输及长期安全封存等也是需要解决的问题。只有多行业“握指成拳”形成合力，才能有效应对这些挑战，加速能源超级盆地的建设及规模化发展。（记者马睿）