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科研引领 源头“碳”路
发布日期:2019-03-18 浏览次数: 信息来源:中国海洋石油报 字号:[ ]
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编者按

3月11日,在十三届全国人大二次会议记者会上,生态环境部部长李干杰表示,生态环境部在积极推动建立中国的碳市场,探索全国碳市场的建立和运行。同时,支持各类低碳技术的研发和推广,加强碳市场的基础设施建设,并倡导简约适度、绿色低碳生活方式。相比2015年,我国的单位GDP在2018年的碳排放量下降45.8%。

结合新开发油气田的碳排放特征,中海油研究总院有限责任公司以科技创新为抓手,提出在能源供应结构优化、生产节能、火炬气回收利用、可再生能源利用等方面加大研发力度,把绿色低碳发展理念贯穿至油田生产全生命周期。

本文为您解读从源头上按绿色低碳理念做好新油气田开发所面临的技术难点,带您了解中国海油的碳评估工作思路和方法。

“我曾经跨过油田和气田,也穿过平台和终端,我曾经失落失望失掉所有方向,直到看见数据才是唯一的答案。”中海油研究总院有限责任公司(简称研究总院)碳评项目负责人郭雪飞哼唱着自己改编的歌词,用她的话来形容,从零开始探索碳评估技术体系和管理体系是一个累并快乐着的过程。

为了从源头上按绿色低碳理念做好新油气田开发,2017年8月,中国海油率先在国内油气行业实行固定资产投资建设项目碳排放影响评估和审查制度,将温室气体排放影响正式纳入项目投资决策。

尽管我国碳评估工作目前还处于起步与探索阶段,尚未形成系统化的技术与标准体系,研究总院的碳评估工作也一直在探索中前行,但科研人员在没有现成可借鉴经验的情况下,先后攻克碳排放量计算、基准线确定、碳价格预测等一系列技术难题,初步建立起碳评估技术和管理体系,研究编制出碳评估工作指南。

自2017年以来,研究总院已承担上游碳评估项目十余项,其中涉及“粤港澳大湾区”的多个油气田开发项目,为新项目严格把好“低碳关”。

问题一:碳排放量如何计算?

要做好碳评估,头一个需解决的问题就是新建(改扩建)项目的碳排放量计算。海上油气生产有自身的特点,一个项目往往涉及生产设施数量较多,新老设施之间互相关联依托,生产工艺复杂多变,排放源分散且数量繁多等问题。因此,碳排放量计算是一个繁琐的系统工程。

为解决这些问题,通过反复的研究分析、试算验证、修改完善,研究总院提出“计算方法+数据库+数据模型”的思路,首先针对海上油气田开发新建(改扩建)项目提出一套专门的碳排放量计算方法。该方法提出了项目计算边界的确定原则,梳理了海上油气田的重点排放源及排放设施,建立起综合分析法、类比估算法和历史数据计算法三种数据获取方法。

研究总院还建立了“海上油气田温室气体排放因子数据库”和“海上油气田生产设施碳排放活动水平数据库”,系统分析海上油气生产的特点,收集总结近年海上油气生产设施的历史排放情况,为数据的选取提供支持。

为最大程度减少计算误差,充分了解各生产设施的排放水平,碳评估小组创建“海上油气田开发项目碳排放计算数据模型”,不仅最大程度保证了计算结果的科学合理,还让工程师们对项目的碳排放特点和排放水平了如指掌,为下一步从减排的角度优化生产工艺和设备选型奠定基础。

问题二:“标尺”如何确定?

“项目的碳排放量算清楚后,代表碳排放先进水平的标尺如何设定?”这是碳评估工作需要解决的又一个大问题。“基准线法”是我国对履约企业进行碳配额分配的主要方法,基准线是指以一个行业内碳排放水平先进值为标准划线,低于基准线以下的企业都需要额外购买碳配额。在碳评估工作中,基准线可以说是一条生命线,准线值的选取对评估结果影响重大。

目前,石油天然气开采行业特别是海上油气田开发的基准值研究仍处于起步阶段。要确定基准值,难点在于既要摸清海上油气生产特点、工艺过程、排放情况,又要以海量的现场数据为基础,这是一个极需要细心和耐心的过程。

上万个数据点的采集输入,上千组有效数据的识别甄选,上百个生产设施的分析研究,以精益求精的精神助推问题的解决。根据海上油气田开发行业的生产特点和碳排放特征,研究总院的科研人员提出适用于海上油气田开发行业的碳排放配额分配方法,并初步提出适用本行业的先进值。

如此一来,不仅有效支持了公司碳评估工作的开展,也为未来国家海上油气田开采行业基准值的制订提供了理论和数据支撑。

问题三:碳价格如何预测?

碳价格是碳评估工作的关键指标之一,直接影响项目经济性的评估结果。同时,碳价格也是公司制订碳资产交易策略、开展碳排放履约、配额管理等碳金融业务,从而实现碳资产保值增值的重要参考指标。

在反复讨论、分析和研究的基础上,研究总院推行“三步走”战略来啃这块“硬骨头”。在分析我国各试点碳市场及国外成熟碳市场的配额分配方法、碳交易规则和管理办法的同时,以相对活跃和成熟的碳交易市场为研究对象,研究并建立起碳价格预测模型,对碳价格进行预测。目前,研究总院已建立起包含多个自变量的碳配额价格预测模型,这也是公司前期研究项目进行碳成本分析的重要依据。

“质量提升,标准先行。要把工作做好,必须把标准先建起来。”研究总院清洁能源首席工程师孙洋洲说。随后,科研人员又对国内外各个公司的碳排放实质性约束条款、碳评估方式及方法进行逐个研究,总结提炼出适用于中国海油的碳评估工作思路和方法。

2018年12月,中国海油首部《固定资产投资项目碳排放影响评估工作指南》编制完成,有望实现公司碳评估工作的标准化、规范化和程序化。(于航 雨菲

延伸阅读

怎样当好碳资产“管家婆”

当前,全国碳排放权交易市场即将步入模拟运行期,中国海油已有三十多家单位被政府纳入碳排放权交易范围,每年面临着严峻的履约压力。

想要当好资产的“管家婆”,就要在碳履约之前先自己“算算账”,这也是碳盘查工作的意义。碳盘查就像是对企业的一次低碳体检,是指企业对自己在生产活动各环节排放的温室气体排放量进行计算的过程。

碳盘查就是简单地算算账,做个“账房先生”吗?研究总院的碳盘查团队可不这么看,他们给自己的盘查任务提出三个重要目标:一是要查准碳排放量。让企业通过碳排放量的盘查,全面了解自身的碳排放情况,制订有效的碳履约方案,降低碳排放成本风险。二是要做好相关培训。通过碳盘查工作,指导培训企业更好地开展碳排放数据搜集和持续监控工作,以便更好地配合国家进行碳核查工作。三是要分析排放特点。通过碳盘查工作让企业了解各装置的排放特点,明确主要排放源和异常排放点,促进企业做好技术改造和升级,更有针对性、更有效地开展减排工作。

碳盘查是企业实施碳资产管理的关键,但不同行业、不同企业的碳排放结构存在很大差异,因此每一次碳盘查,都必须做到确定排放边界的符合性、排放源识别的完整性、活动水平数据的准确性、排放因子选取的正确性、数据质量管理工作的规范性,并根据企业特点“量身订制”一套详细的盘查方案。

在对中国海油现有生产装置中碳排放量最大的惠州石化公司煤制氢项目进行碳盘查过程中,研究总院根据煤制氢工艺特点,提出有效的工艺优化方案和节能减排建议,可提高现有装置负荷率,节省运行费用。(于航 雨菲)

让碳评估再上新台阶

经过不断的探索和实践,中国海油碳排放影响评估工作已经从无到有,碳排放影响评估技术体系、管理体系以及技术队伍初步建成,碳排放影响评估工作的体制机制也已形成,其在项目决策过程中的作用开始显现。

取得成绩的同时,碳排放影响评估过程中也存在需要改进和完善的地方。诸如如何实现对未来碳排放权交易价格的较准确预测,如何科学确定不同行业排放强度先进值,如何合理地判断项目排放对项目所在地的影响等,这些问题也是需要持续探索的。

碳排放影响评估工作的目的之一,就是要使项目经济合理地实现最少的排放,因此这项工作应贯穿整个项目的前期研究全过程,将碳排放因素纳入工艺方案比选,让项目的减排措施落到实处。

另外,企业为了满足碳排放配额要求,除了通过采用先进技术、推行节能减排措施,以及促进管理提升之外,也可以通过在碳市场购买配额等形式来实现履约。选择减碳还是购碳,也可通过碳排放影响评估工作来进行分析。

二氧化碳减排工作是一项长期而复杂的任务,近期可通过挖掘公司内部减排潜力,围绕提高能源利用效率、生产用能优化、发展利用清洁能源等节能措施开展工作,但要实现长期持久有效减排,还需更先进的二氧化碳处理技术。

因此,应加强二氧化碳减排和利用技术开发的顶层设计,研究和确定技术发展路线,在火炬气回收利用、二氧化碳驱油提高采收率、二氧化碳合成化学品以及合理开发利用可再生能源等方面加大研发力度,做好减排技术与方案的储备,在完成国家减排目标的同时,提升企业的核心竞争力,促进企业的可持续发展。(作者 孙洋洲 系研究总院清洁能源首席工程师)





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科研引领 源头“碳”路
发布日期:2019-03-18 信息来源:中国海洋石油报

编者按

3月11日,在十三届全国人大二次会议记者会上,生态环境部部长李干杰表示,生态环境部在积极推动建立中国的碳市场,探索全国碳市场的建立和运行。同时,支持各类低碳技术的研发和推广,加强碳市场的基础设施建设,并倡导简约适度、绿色低碳生活方式。相比2015年,我国的单位GDP在2018年的碳排放量下降45.8%。

结合新开发油气田的碳排放特征,中海油研究总院有限责任公司以科技创新为抓手,提出在能源供应结构优化、生产节能、火炬气回收利用、可再生能源利用等方面加大研发力度,把绿色低碳发展理念贯穿至油田生产全生命周期。

本文为您解读从源头上按绿色低碳理念做好新油气田开发所面临的技术难点,带您了解中国海油的碳评估工作思路和方法。

“我曾经跨过油田和气田,也穿过平台和终端,我曾经失落失望失掉所有方向,直到看见数据才是唯一的答案。”中海油研究总院有限责任公司(简称研究总院)碳评项目负责人郭雪飞哼唱着自己改编的歌词,用她的话来形容,从零开始探索碳评估技术体系和管理体系是一个累并快乐着的过程。

为了从源头上按绿色低碳理念做好新油气田开发,2017年8月,中国海油率先在国内油气行业实行固定资产投资建设项目碳排放影响评估和审查制度,将温室气体排放影响正式纳入项目投资决策。

尽管我国碳评估工作目前还处于起步与探索阶段,尚未形成系统化的技术与标准体系,研究总院的碳评估工作也一直在探索中前行,但科研人员在没有现成可借鉴经验的情况下,先后攻克碳排放量计算、基准线确定、碳价格预测等一系列技术难题,初步建立起碳评估技术和管理体系,研究编制出碳评估工作指南。

自2017年以来,研究总院已承担上游碳评估项目十余项,其中涉及“粤港澳大湾区”的多个油气田开发项目,为新项目严格把好“低碳关”。

问题一:碳排放量如何计算?

要做好碳评估,头一个需解决的问题就是新建(改扩建)项目的碳排放量计算。海上油气生产有自身的特点,一个项目往往涉及生产设施数量较多,新老设施之间互相关联依托,生产工艺复杂多变,排放源分散且数量繁多等问题。因此,碳排放量计算是一个繁琐的系统工程。

为解决这些问题,通过反复的研究分析、试算验证、修改完善,研究总院提出“计算方法+数据库+数据模型”的思路,首先针对海上油气田开发新建(改扩建)项目提出一套专门的碳排放量计算方法。该方法提出了项目计算边界的确定原则,梳理了海上油气田的重点排放源及排放设施,建立起综合分析法、类比估算法和历史数据计算法三种数据获取方法。

研究总院还建立了“海上油气田温室气体排放因子数据库”和“海上油气田生产设施碳排放活动水平数据库”,系统分析海上油气生产的特点,收集总结近年海上油气生产设施的历史排放情况,为数据的选取提供支持。

为最大程度减少计算误差,充分了解各生产设施的排放水平,碳评估小组创建“海上油气田开发项目碳排放计算数据模型”,不仅最大程度保证了计算结果的科学合理,还让工程师们对项目的碳排放特点和排放水平了如指掌,为下一步从减排的角度优化生产工艺和设备选型奠定基础。

问题二:“标尺”如何确定?

“项目的碳排放量算清楚后,代表碳排放先进水平的标尺如何设定?”这是碳评估工作需要解决的又一个大问题。“基准线法”是我国对履约企业进行碳配额分配的主要方法,基准线是指以一个行业内碳排放水平先进值为标准划线,低于基准线以下的企业都需要额外购买碳配额。在碳评估工作中,基准线可以说是一条生命线,准线值的选取对评估结果影响重大。

目前,石油天然气开采行业特别是海上油气田开发的基准值研究仍处于起步阶段。要确定基准值,难点在于既要摸清海上油气生产特点、工艺过程、排放情况,又要以海量的现场数据为基础,这是一个极需要细心和耐心的过程。

上万个数据点的采集输入,上千组有效数据的识别甄选,上百个生产设施的分析研究,以精益求精的精神助推问题的解决。根据海上油气田开发行业的生产特点和碳排放特征,研究总院的科研人员提出适用于海上油气田开发行业的碳排放配额分配方法,并初步提出适用本行业的先进值。

如此一来,不仅有效支持了公司碳评估工作的开展,也为未来国家海上油气田开采行业基准值的制订提供了理论和数据支撑。

问题三:碳价格如何预测?

碳价格是碳评估工作的关键指标之一,直接影响项目经济性的评估结果。同时,碳价格也是公司制订碳资产交易策略、开展碳排放履约、配额管理等碳金融业务,从而实现碳资产保值增值的重要参考指标。

在反复讨论、分析和研究的基础上,研究总院推行“三步走”战略来啃这块“硬骨头”。在分析我国各试点碳市场及国外成熟碳市场的配额分配方法、碳交易规则和管理办法的同时,以相对活跃和成熟的碳交易市场为研究对象,研究并建立起碳价格预测模型,对碳价格进行预测。目前,研究总院已建立起包含多个自变量的碳配额价格预测模型,这也是公司前期研究项目进行碳成本分析的重要依据。

“质量提升,标准先行。要把工作做好,必须把标准先建起来。”研究总院清洁能源首席工程师孙洋洲说。随后,科研人员又对国内外各个公司的碳排放实质性约束条款、碳评估方式及方法进行逐个研究,总结提炼出适用于中国海油的碳评估工作思路和方法。

2018年12月,中国海油首部《固定资产投资项目碳排放影响评估工作指南》编制完成,有望实现公司碳评估工作的标准化、规范化和程序化。(于航 雨菲

延伸阅读

怎样当好碳资产“管家婆”

当前,全国碳排放权交易市场即将步入模拟运行期,中国海油已有三十多家单位被政府纳入碳排放权交易范围,每年面临着严峻的履约压力。

想要当好资产的“管家婆”,就要在碳履约之前先自己“算算账”,这也是碳盘查工作的意义。碳盘查就像是对企业的一次低碳体检,是指企业对自己在生产活动各环节排放的温室气体排放量进行计算的过程。

碳盘查就是简单地算算账,做个“账房先生”吗?研究总院的碳盘查团队可不这么看,他们给自己的盘查任务提出三个重要目标:一是要查准碳排放量。让企业通过碳排放量的盘查,全面了解自身的碳排放情况,制订有效的碳履约方案,降低碳排放成本风险。二是要做好相关培训。通过碳盘查工作,指导培训企业更好地开展碳排放数据搜集和持续监控工作,以便更好地配合国家进行碳核查工作。三是要分析排放特点。通过碳盘查工作让企业了解各装置的排放特点,明确主要排放源和异常排放点,促进企业做好技术改造和升级,更有针对性、更有效地开展减排工作。

碳盘查是企业实施碳资产管理的关键,但不同行业、不同企业的碳排放结构存在很大差异,因此每一次碳盘查,都必须做到确定排放边界的符合性、排放源识别的完整性、活动水平数据的准确性、排放因子选取的正确性、数据质量管理工作的规范性,并根据企业特点“量身订制”一套详细的盘查方案。

在对中国海油现有生产装置中碳排放量最大的惠州石化公司煤制氢项目进行碳盘查过程中,研究总院根据煤制氢工艺特点,提出有效的工艺优化方案和节能减排建议,可提高现有装置负荷率,节省运行费用。(于航 雨菲)

让碳评估再上新台阶

经过不断的探索和实践,中国海油碳排放影响评估工作已经从无到有,碳排放影响评估技术体系、管理体系以及技术队伍初步建成,碳排放影响评估工作的体制机制也已形成,其在项目决策过程中的作用开始显现。

取得成绩的同时,碳排放影响评估过程中也存在需要改进和完善的地方。诸如如何实现对未来碳排放权交易价格的较准确预测,如何科学确定不同行业排放强度先进值,如何合理地判断项目排放对项目所在地的影响等,这些问题也是需要持续探索的。

碳排放影响评估工作的目的之一,就是要使项目经济合理地实现最少的排放,因此这项工作应贯穿整个项目的前期研究全过程,将碳排放因素纳入工艺方案比选,让项目的减排措施落到实处。

另外,企业为了满足碳排放配额要求,除了通过采用先进技术、推行节能减排措施,以及促进管理提升之外,也可以通过在碳市场购买配额等形式来实现履约。选择减碳还是购碳,也可通过碳排放影响评估工作来进行分析。

二氧化碳减排工作是一项长期而复杂的任务,近期可通过挖掘公司内部减排潜力,围绕提高能源利用效率、生产用能优化、发展利用清洁能源等节能措施开展工作,但要实现长期持久有效减排,还需更先进的二氧化碳处理技术。

因此,应加强二氧化碳减排和利用技术开发的顶层设计,研究和确定技术发展路线,在火炬气回收利用、二氧化碳驱油提高采收率、二氧化碳合成化学品以及合理开发利用可再生能源等方面加大研发力度,做好减排技术与方案的储备,在完成国家减排目标的同时,提升企业的核心竞争力,促进企业的可持续发展。(作者 孙洋洲 系研究总院清洁能源首席工程师)


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