我国首创长输管道二氧化碳改造技术 破解CCUS产业化运输瓶颈

我国实现碳达峰碳中和目标——需要能源结构优化之外——加快补齐二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)产业链关键环节;其中,跨区域、规模化输送能力是打通“捕集端—利用端—封存端”的基础条件之一。长期以来,二氧化碳大规模运输更多依赖新建管道或短距离运输方式,投资高、周期长、协调难度大,成为制约产业从示范走向规模化的重要瓶颈。 鉴于此,国家管网集团组织开展的国内首个长输管道改输二氧化碳现场试验近日完成,标志着我国在存量长输管道资源化利用上实现从研究论证到工程实践的实质性突破。试验依托停输原油长输管道,通过适应性评价和安全改造,将二氧化碳经21公里停输管道、6公里新建高压柔性复合管安全输送至中原油田,完成驱油与封存全流程现场验证,并通过闭环试验实现驱油封存一体化利用,填补我国长输管道改输二氧化碳的工程化技术空白。 问题哪里?从产业发展看,我国CCUS需求增长较快,但“源”和“汇”的空间分布往往不一致:排放源集中于煤电、钢铁、水泥、化工等工业集聚区,而适宜封存或利用的地质场地、油气田区块在区域上分散。源汇不匹配导致运输距离变长、成本抬升,进而影响项目经济性与持续性。另一上,新建二氧化碳管道在立项、用地、穿越协调和生态影响评估等环节耗时较长,难以快速形成网络化能力。 原因何在?存量长输管道资源规模大,但原设计工况与介质属性不同,直接用于二氧化碳输送存在材料相容性、腐蚀控制、密封与泄漏监测、运行工况转换等多重技术与安全挑战。要实现从“能不能输”到“安全稳定输”,必须建立系统性的适应性评价体系与改造方案,并通过现场全流程试验验证可靠性。本次试验以停输原油管道为依托,开展安全改造和工程验证,正是对这些关键难点的集中攻关与回应。 影响如何?从工程经济性看,依托既有长输管道实施改造,可显著降低基础设施投资,相较新建管道可节省40%至80%,并在每公里成本上形成明显优势,同时可缩短建设周期20%至60%。从社会与生态效益看,利用既有通道能减少沿线新增施工扰动、降低土地占用和生态影响,有利于在守住安全底线的前提下提高工程落地效率。更重要的是,本次试验形成了可复制、可推广的改输方案与评估流程,为后续在更多区域探索“存量管道+CCUS”的组合模式提供了方法路径,继续拓展了国家管网在能源绿色转型中的支撑作用。 对策如何推进?业内人士认为,下一步应坚持“安全第一、标准先行、示范带动、网络布局”的思路,推动改输工作体系化、规范化。其一,完善二氧化碳管道输送对应的技术标准与安全监管要求,建立覆盖设计改造、运行监测、应急处置的全周期管理体系。其二,强化源汇一体化规划,将捕集端布局、运输通道选择与封存利用场地统筹考虑,提升项目整体经济性与可持续性。其三,鼓励在条件成熟地区开展更多工程示范,形成不同管径、不同压力等级、不同介质条件下的可参考数据,推动经验从点到面复制。其四,加强关键材料、监测设备、泄漏预警等技术攻关,提升长周期稳定运行能力。 前景如何判断?随着我国“双碳”工作持续推进,钢铁、水泥、化工等难减排行业对CCUS的依赖度有望提升,二氧化碳输送需求将由“项目型”向“网络型”演进。存量长输管道改输模式一旦形成成熟的评估体系与推广路径,将有望加快构建跨区域二氧化碳运输网络,降低全社会减排成本,推动CCUS从单点示范迈向规模化应用。同时,这也为传统能源基础设施的转型利用提供了现实样本,有助于提高存量资产效率,增强能源系统绿色转型的韧性与灵活性。

此次试验的成功展现了我国在低碳转型中的创新智慧——既充分利用现有资源,又通过技术创新突破发展瓶颈。该成果将为我国实现碳达峰碳中和目标提供重要支撑。