UCCUS实现地下自分离减碳储能一体化

探索“减碳—储能—发电”协同新模式

　　近日，由中国石油天然气集团有限公司勘探开发研究院申报的“工业废气地下自分离碳封存协同气体储能UCCUS系统”荣获第四届中央企业熠星创新创意大赛二等奖。

　　传统CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)是在地面进行碳捕集利用与封存，而UCCUS则是在地下(Underground Carbon Capture，Utilization and Storage)进行碳捕集利用与封存，即向地下注入低浓度二氧化碳，采用地下自分离进行碳捕集。该项目旨在打造基于地下碳捕集工艺的“减碳—储能—发电”协同新模式，因地制宜培育绿色发展新质生产力，有望为能源企业开辟新航道。

　　寻找空白点——储能减碳相隔两“地”

　　在“双碳”目标下，减碳和储能制约着我国能源转型进程。目前我国百万吨级别的减排规模距离2030年亿吨级和2060年20亿吨级减碳规模的需求仍有很大差距，碳减排压力巨大。而在处理工业废气中的二氧化碳时，因其二氧化碳浓度低，需先在地面进行碳捕集之后，再注入地下进行碳封存，成本高、效益低。

　　从产业现状分析来看，碳封存、减碳在地下进行，新能源、储能在地上进行，地上、地下相隔两“地”，二者协同性较弱。减碳生产线上没有储能、储能生产线上没有减碳，同一生产线上没有减碳+储能的一体化解决方案成为产业空白点。

　　寻找创新点——CCUS逐一提升整体突破

　　项目团队逐一提升CCUS产业流程链条上不同环节的效益，围绕降低CC的成本、提升U的绿色含量、增强S的安全性，团队首次提出UCCUS Energy流程再造理念，对传统CCUS产业链进行创新升级。

　　第一，地下碳捕集替代地面碳捕集降低成本。项目团队发现，地下咸水层具有天然的二氧化碳吸收能力，可替代昂贵的地面碳捕集设施。他们利用地下空间的分子筛功能和封闭作用，将地面碳捕集转变为地下碳捕集，大幅降低了成本，减轻企业碳捕集环节经济压力。

　　第二，地下储能与绿色电能生产提升绿色能源占比。研究团队通过“低浓碳源混合气注入—地下多组分气聚变能—压差发电资源化利用”三大技术环节，将不稳定的风光电转化为稳定的绿色电能，实现了储能与减碳的协同。

　　第三，动态密封技术保障安全性。研究团队开发了盖层、断层和井筒“三位一体”动态密封技术，解决了地下空间的安全性问题，确保碳封存和储能过程的长期稳定性。

　　通过上述三项创新，该技术不仅显著提升能源绿色占比，更为长时储能开辟新途径，打破减碳与储能长期分离的僵局。

　　寻找衔接点——产学研用优势互补

　　该项目存在产业链条长、专业跨度大的卡点堵点，对此，中国石油勘探院与新能源事业部、昆仑资本、油气田企业、安全环保院等单位一起，发挥“产学研用”优势互补，进行联合研发。中国石油科技管理部负责顶层设计、产业引领，把“实验室”“专利群”建在“应用场”“产业链”上，消除科技与产业相差的“最后一公里”；勘探院、安全环保院负责地下地面协同攻关、创新技术；昆仑资本、新能源事业部负责产业需求引导、盈利模式构建，大港、西南、华北等油气田企业负责编制试验方案、加速场景应用，推动科技创新和产业创新直接深度融合。

　　目前，UCCUS Energy技术方案已经完成了现场仿真试验，局部技术环节已经成功实施。实验室和矿场数据及经济评价结果证实，该方案技术可行度高、商业价值高。由该成果支撑的“地下空间利用的点石成金之术”项目在500多个国际项目中脱颖而出，荣获2024年度金砖国家解决方案奖一等奖。

　　未来，项目团队将用好各项扶持政策，探索便于成果转化和市场运作的多方协作机制，加快现场试验，推动技术尽快落地。