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13萬字兩個整版大眾日報為你帶來黃河入海口的新故事

来源:火狐体育在线登录  作者:火狐体育官网登录入口  时间:2022-08-09 12:06:41点击次数:1

  九曲黃河從山東入海。滔滔黃河,哺育了齊魯兒女,潤澤了山東大地。近日,大眾日報記者連續蹲點黃河入海口,深入鹽鹼地、黃河灘,走進勝利油田、碳捕集企業,採訪生態保護與高質量發展的最新實踐,講述動人的“黃河故事”。

  《鹽鹼地農業新概念》,圍繞貧瘠的鹽鹼地如何產出優質農產品展開,詳細刻畫了科研突破,改造鹽鹼地把鹽鹼地變成豐產田,黃河三角洲地區百姓夢想照進現實的艱辛過程。

  《“碳捕手”成長記》,圍繞二氧化碳捕集、利用封存的全產業鏈條採訪,將兼具生態效益與經濟效益的探索深入採寫,形成報道。

  兩個整版蹲點調查報道及系列新媒體產品,深度呈現山東扎實推進黃河流域生態保護與高質量發展的探索,為您帶來一線故事和實踐思考,敬請關注。

  把鹽鹼地變成豐產田,一直是黃河三角洲地區百姓的夢想,而實現夢想的路徑,以往就是一條——改造鹽鹼地。但“改地適種”的弊端也明顯:成本高,每畝改造費用數千元甚至更多﹔維護難,有的地塊甚至要壓四遍水才能種植。不同於“改地適種”以挖溝修渠等工程方式為主,“改種適地”的關鍵在於育種,離不開育種人才尤其是高層次科研團隊的支撐。本土研發力量有限,東營搭建高層次平台,吸引大院大所,引入高層次人才,在黃河口形成種業“科技會戰”。

  一方面,選育耐鹽鹼植物,種質資源的收集、保護和鑒定評價又是基礎中的基礎,需要科研工作者有敢於吃苦、甘坐“冷板凳”的精神。另一方面,想讓科研出好成果,就得把科研環境打造好,解決科研人員急難愁盼的問題。為吸引大院大所落戶,東營推出優厚條件——向進駐的科研院所提供500-1500畝不等的試驗用地。育種涉及許多學科,不同機構之間分工明確、協同合作,方能達到效果最優。

  貧瘠的鹽鹼地也能產出優質農產品?答案是肯定的。“風味物質是植物本身的一種抗逆的反應,越是在鹽鹼地這種逆境條件下,風味物質產生得就越多,口感就會越好。”如此看來,鹽鹼地雖是農業發展的重要制約因素,但隻要利用得當,鹽鹼地也能發揮出極大的潛力。黃河三角洲地區生態環境相對脆弱,在這裡進行農業開發不得不考慮到環境的承載力。

  紫中透亮的中紫4號紫米,維生素A和維生素B6含量分別比普通白米高出5倍和10倍﹔東航-D95大豆又被稱為豆漿大豆,打出的豆漿醇香綿密沒有腥味﹔濃味西紅柿維生素C、蛋白質、番茄紅素等營養指標比普通西紅柿高20%以上……你可能想不到,這些品質優異、營養豐富的農產品,都產自黃河三角洲的貧瘠鹽鹼地。

  鹽鹼地一度被稱為土地的“絕症”。中國的鹽鹼地面積約為15億畝,其中可利用的鹽鹼地約5.5億畝,是一筆“沉睡”的寶貴資源。開展鹽鹼地綜合利用,對保障國家糧食安全、端牢中國飯碗具有重要戰略意義。東營擁有鹽鹼地面積340萬畝,是我國乃至世界范圍內規模最大、利用難度最高的鹽鹼地之一。如何使鹽鹼地兼具生態效益與經濟效益?日前記者來到東營蹲點採訪。

  11月6日上午,東營市現代農業示范區(以下簡稱“示范區”),中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員王建林屏氣凝神,注視著稻田裡專家們選點、測量面積、示意收割機啟動收割……

  11月6日,中國科學院遺傳與發育生物學研究所邀請相關專家對該所選育的耐鹽粳稻新品系“鹽黃香粳”進行測產。

  “‘鹽黃香粳’在示范區含鹽量為6‰的鹽鹼地上用微咸水灌溉,實現了515.31公斤的平均畝產,外觀品質達到了一級米。”經過實打測產和品質分析,當天下午,水稻育種專家、中國工程院院士陳溫福代表專家組宣布測產結果,現場掌聲不斷——適宜鹽鹼地的優質農作物家族,又增添了一個新成員。

  “示范區的土地以中重度鹽鹼地為主,以前它們是這裡的‘主宰’。”站在示范區的創新大道旁,示范區相關負責人指向路邊一簇火紅的鹼蓬。“但現在向兩側看,基本都是各類耐鹽植物的試驗田。”順著他手指的方向望去,東側有可以做飼料用的偃麥草,西側有能產橡膠的蒲公英,遠處是剛剛收割完的耐鹽鹼水稻。

  示范區規劃建設了黃河三角洲種業創新產業園,在耐鹽糧食、耐鹽蔬菜、耐鹽林草等方面開展試驗示范,目的就是要培育黃河三角洲自主的種子品牌。目前由中國農科院作科所、中科院植物所、山東省農科院共同培育的 “中紫4號”高營養水稻完成水稻新品種認定,大豆材料TZX-805和TZX-1736剛剛完成實收測產,畝產分別達263.3公斤和264.8公斤,鹽鹼地大豆創高產。

  把鹽鹼地變成豐產田,一直是黃河三角洲地區百姓的夢想,而實現夢想的路徑,以往就是一條——改造鹽鹼地。

  新中國成立后,國家在黃河三角洲地區啟動了以引黃灌渠為代表的大型水利工程建設和以黃淮海平原農業資源綜合開發為代表的土地整治,採取了包括挖溝排鹽、種稻改鹽、台田降鹽、上農下漁等多種措施模式,一定程度上改善了鹽鹼地的農業生產條件。

  但“改地適種”的弊端也明顯:成本高,每畝改造費用數千元甚至更多﹔維護難,有的地塊甚至要壓四遍水才能種植。而隨著“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”理念推進,傳統大水漫灌壓鹼的水成本越來越高,選育耐鹽鹼植物適應鹽鹼地成為重要選擇。

  不同於“改地適種”以挖溝修渠等工程方式為主,“改種適地”的關鍵在於育種,離不開育種人才尤其是高層次科研團隊的支撐。

  位於廣饒縣的黃河三角洲農業高新技術產業示范區(以下簡稱“農高區”),現代化的科研大樓矗立在廣袤的鹽鹼地上,116支科研團隊在此扎根,開展農作物、林木、土壤等鹽鹼地綜合利用的各類研究。

  本土研發力量有限,東營搭建高層次平台,吸引大院大所,引入高層次人才,在黃河口形成種業“科技會戰”。

  東營市農業農村局副局長婁維佐介紹,依托農高區、示范區、東營市農業科學研究院三大平台,東營與中國科學院、中國農科院、中國林科院等機構合作,建設國家鹽鹼地綜合利用技術創新中心、耐鹽作物研究基地、黃河三角洲種業創新產業園等一批科技創新平台,已有一系列高產優質的耐鹽作物新品種、新品系陸續問世。

  “改種適地”初見曙光,東營建設了耐鹽鹼功能糧食、耐鹽飼草、食藥同源作物等種質資源圃669畝,為鹽鹼地種業創新奠定了種質基礎。

  耐鹽品種的推廣,讓越來越多的農民嘗到了甜頭。“這些都是中國農科院作科所選育中飼系列的品種,中飼1877、中飼3297、中飼1640,都是優質飼草。”中農東營耐鹽作物研究中心負責人曹愛禮,帶記者來到播種剛一個月左右的小黑麥田。“就拿中飼1877來說,能在含鹽量3‰左右的土壤中生存,畝產優質青貯飼草1.8噸,而且粗蛋白含量、纖維素質量顯著優於玉米秸稈,受到奶牛飼養戶的歡迎,養殖戶的訂種電話一天能接兩三個。”他告訴記者,今年秋種前,中飼1877的種子就全部訂完了,銷售超過5萬斤。今年中飼1877一共推廣12000畝,預計明年還能增加15000畝。

  曹愛禮給記者拿出一本印發於今年6月的小黑麥種植技術培訓會培訓材料。翻開這本圖文並茂的小冊子,小黑麥的特性、產業化優勢、生產配套技術等信息介紹得清清楚楚。曹愛禮說,從2018年開始,園區專門安排小黑麥推薦會,邀請中國農科院的專家現場為種植大戶、合作社、基層農機人員等介紹技術規范、種植流程等知識,發放介紹材料,帶他們現場參觀,提高了新品種的推廣速度。

  走進東營市農科院鹽生植物與生態農業研究所實驗室,仿佛進入一間大豆博物館。栽培大豆、野生大豆、大豆植株、大豆籽粒、長期保存的、短期保存的、明年播種的……近2000個樣本整齊碼放。

  拿出幾個密封盒,分裝著紅色、綠色、黑色等顏色各異、大小不一的種子。“這就是野生大豆的籽粒。”鹽生植物與生態農業研究所所長徐化凌小心翼翼地把幾粒種子攤在掌心,“它們雖然個體小,但具有很高的育種價值。”

  2017年,鹽生植物與生態農業研究所把在黃河口採集的200多份野生大豆樣本送到中國農科院作科所進行基因檢測,結果發現所有樣本全部含有苗期耐鹽基因。“近期前沿研究發現,黃河三角洲的野生大豆進化出一種類似‘鹽腺’的組織,能夠把吸收進去的鹽通過‘鹽腺’排出。”徐化凌說。

  選育耐鹽鹼植物,種質資源研究是基礎,其中種質資源的收集、保護和鑒定評價又是基礎中的基礎。這一過程周期長,見效慢,出成果、發論文的機會少,需要科研工作者有敢於吃苦、甘坐“冷板凳”的精神。

  2016年開始,徐化凌帶領團隊在黃河三角洲開展系統性的野生大豆資源搜集。荒地灘汽車開不進,隻能徒步,科研人員背著鐵锨、網兜、標簽,一邊開路一邊尋找樣本,最終從217個點位成功採集到510多份樣本資源。經過指紋圖譜分析最終在這些樣本中確定了74份遺傳性唯一的樣本,目前均已納入黃河三角洲野生大豆核心種質資源庫,得到了異位保護。

  “不同地區的野生大豆特點不同,開展育種工作最好盡量多地拓展親本庫。”徐化凌說,前期他們的搜尋范圍基本在黃河三角洲,下一步,計劃去省內的南四湖以及省外一些地區搜集更豐富的育種材料。

  徐化凌帶領的團隊已有一個飼用大豆通過審定,一個飼用大豆待審。不過,他最為期待的高產優質大豆,尚未誕生新品種。

  “眼下處於即將迎來新品種的‘前夜’。”徐化凌說,目前他手上已有一批高產優質大豆材料穩定下來,最快的明年能進入區域試驗,區域試驗2-3年后就可以爭取審定,“跨過了這道門檻,就能進入連續出品種的良性循環階段。”

  “我2017年進駐示范區,一方面看中這裡開展鹽鹼地研究得天獨厚的自然條件,另一方面就是示范區優厚的土地供給。”王建林說,示范區給中國科學院遺傳與發育生物學研究所提供了1000畝實驗地,鹽鹼程度覆蓋高中低三類,便於研發團隊根據不同的土壤類型開展田間試驗。

  對於鹽鹼地研究來說,黃河三角洲濱海鹽鹼地的自然條件得天獨厚,示范區內的土地更是各種類型兼具,且以中重度鹽鹼地為主,是絕佳試驗場。此外,示范區屬於國營農場改制單位,土地成方連片、權屬清晰,規模化生產條件成熟,能夠實現集約利用。為吸引大院大所落戶,東營推出優厚條件——向進駐的科研院所提供500-1500畝不等的試驗用地。

  徐化凌說,在育種工作中有時會發現一些新的性狀,可以觀察到,但無法解釋其發生的機理,這就需要與大院大所開展合作,交由他們開展基因層面的研究和解釋。

  鹽生植物與生態農業研究所正與省內一家高校的生命科學院開展合作,他們開展常規的雜交后代分離,高校完成后期的實驗室分子標記,把分子育種這一前沿技術應用到耐鹽作物選育中來。

  平台也要盡可能搭建橋梁,為進駐其中的科研機構提供交流和便利。今年得知中科院地理所規劃建立鹽生植物園,需要引入一批耐鹽苗木,示范區工作人員電話打給同在示范區內、正推廣新品種的中國林科院黃河三角洲綜合實驗中心。在示范區的牽線搭橋下,綜合實驗中心的200棵檉柳和70棵華健榆順利交付鹽生植物園。

  記者採訪發現,在一些基層育種機構,科研用人緊張的情況依然存在。某事業單位性質的研究機構長期以來一直維持5人編制,想要招聘人才擴大規模,但編制數量無法突破,成為開展科研工作的瓶頸——該機構目前承擔了3項省級課題,而其他同樣很有研究潛力的課題因為人員有限隻能忍痛放棄。該機構負責人表示,該所最近幾年每年開展的雜交組合數量在130個左右,如果再增加一名研究人員,就能多開展組合數量十余個,發現有價值材料的可能性也隨之增加。

  抓一把“鹽黃香粳”,米粒顆顆飽滿,呈半透明狀。“晶瑩剔透說明大米中含有的堊白粒少。”王建林解釋。“鹽黃香粳”的堊白粒率僅為0.3‰,而按照國家標准,堊白粒率在10%以下即達到一級優質米標准,“鹽黃香粳”可謂優中之優。

  貧瘠的鹽鹼地也能產出優質農產品?“是的。”王建林給出了肯定的回答。他拿水稻舉例,雖然大米中澱粉、蛋白質的含量在99%以上,但甾醇、芳烴等極微量物質才是決定大米口感的風味物質。“風味物質是植物本身的一種抗逆的反應,越是在鹽鹼地這種逆境條件下,風味物質產生得就越多,口感就會越好。”

  如此看來,鹽鹼地雖是農業發展的重要制約因素,但隻要利用得當,鹽鹼地也能發揮出極大的潛力。

  東營市中天農業技術開發有限公司育種家靳振東,已經看到了鹽鹼地作物抗逆反應的“錢”景。11月3日下午,收割機隆隆作響,這是今年收割的最后一片大豆,靳振東走進豆田,摘下幾個豆莢仔細查看,籽粒圓潤飽滿。靳振東在農高區種植了700畝航天大豆,其中東航-D95畝產可達200公斤以上,蛋白質含量48%,而且沒有豆腥味,十分適合制作豆漿,目前零售價格達16.8元/斤,是普通黃豆的3倍還多。“下一步計劃研發富硒黃豆、抗氧化黃豆等特色品種,滿足不同層次的消費需求。”

  黃河三角洲地區生態環境相對脆弱,在這裡進行農業開發不得不考慮到環境的承載能力,尤其是水資源。如何能做到既挖掘鹽鹼地開發利用潛力,同時又節約水資源,實現綠色可持續發展?科研人員們正從不同角度求解。

  “鹽黃香粳”就是一個節水型的水稻品種。王建林說,這種水稻能夠生長在含鹽量為6‰的鹽鹼地上,並用含鹽量3‰左右的微咸水灌溉,每畝地的淡水消耗在300-400立方米,僅為種植普通水稻的三分之一左右。

  “如果某地區的年平均降水量是500毫米,一種作物的耗水量大約800毫米,我們除了額外增加一部分淋洗水量,隻需要再補充灌溉水300毫米就行。”見到中國科學院煙台海岸帶研究所博士董世德時,他正在農高區的一塊試驗田裡,指導工人布設灌溉管道。

  這是他即將開展的一項耐鹽作物耗水規律研究,通過摸清特定作物對水的准確需求,實現精准灌溉、節約用水。

  “灌溉水過多會造成地下水位上升,不能及時排泄,反而會加重土壤的鹽鹼化。”董世德說,從這個意義上說,精准灌溉也能夠起到控制鹽鹼、改良土壤的作用。

  “改種適地”不意味著完全放棄對鹽鹼地的治理。黃河三角洲地區的土地不僅含鹽量高,而且還存在板結、瘠薄的問題,要讓其成為優質農作物的良田,對土壤的生態化改良之路還要繼續走下去。

  依托黃河三角洲農田生態系統觀測研究站,眼下,煙台海岸帶研究所有綠肥輪作還田改善鹽鹼地土壤結構、土壤改良劑添加、土壤健康檢測平台建設3個研究課題正在推進。

  “短期我們關注的是土壤結構的改變和肥力快速提升。”董世德指向一片開展綠肥輪作還田的試驗田說,中長期更將關注土壤綜合環境的改善和作物的產量品質狀況,目標就是把中低產田改造為高產田。

  “通過採取鹽鹼地‘凹凸栽培法’,今年能多收棉花4萬斤。”利津棉花種植大戶王春儒經營的5000畝棉田都是鹽鹼地,過去棉花都是種在平地上,每到5月份的棉花苗期,返鹽使得表土積累大量鹽鹼,鹽鹼會把苗“毒死”,進入雨季后又會因大量積水產生澇災。

  山東省農科院經濟作物研究所棉花栽培生理創新團隊設計的鹽鹼地抗鹽防澇“凹凸栽培法”,解決了他的困擾:播種時開溝,將棉花種在溝裡並蓋上地膜,溝裡的土壤鹽分低,容易出苗和正常生長﹔盛蕾期前后,再將壟土培到棉苗基部,原來的壟變溝、溝變壟,便於雨后排水,既防澇也防倒。一凹一凸之間,每畝地就能增產籽棉80多斤。

  “黃河三角洲不僅是重要的棉花生產基地,也是棉花生產技術的創新基地,山東的棉花生產技術可以從這裡走向全國,走向其他產棉國。”山東省農科院棉花首席專家董合忠說,挖掘鹽鹼地開發利用潛力除了改種改地,種植技術創新優化也很關鍵。眼下發源於山東的“凹凸栽培法”,已累計推廣100多萬畝,並走入巴基斯坦、塔吉克斯坦等“一帶一路”沿線國家。

  記者在採訪中發現,鹽鹼地相關科研項目涉及的學科專業繁雜,參與的科研院所機構數量龐大,涵蓋國家、省、市、區多個層級,如果缺乏全盤統籌,容易使項目課題重合、研究碎片化,導致科研資源的浪費。“有的機構長於鹽鹼地障礙消減,有的長於水肥統籌,有的則在養分管理方面有優勢,跨機構、跨地域、跨學科進行課題的聯合攻關,比一家一戶單打獨斗效率更高。”有專家建議,應從頂層設計上加大對鹽鹼地相關科研統籌,各地各機構明確科研主攻方向,並以此為基礎進行合作。

  “挖掘鹽鹼地開發利用潛力,一定要把經濟效益與生態效益相統一,樹立系統觀念。”董合忠呼吁,對鹽鹼地要走分類開發的路子,重度鹽鹼地種植耐鹽性強的植物,不宜過分強調經濟效益,要以生態保護為主﹔中度的可搭配種植耐鹽作物,如棉花、高粱、油菜、藥用植物等﹔輕度鹽鹼地可以開展糧油作物種植,但要改變過去“小麥+玉米”的單一種植模式,提倡糧食作物與棉花、大豆、花生等間作、輪作,用養結合,培肥地力,實現可持續發展。(李振 賈瑞君 李廣寅 李明)

  土壤表層泛起的白色鹽漬,絲毫擋不住綠意與生機。全國各地鹽鹼地科研工作者會聚於此,掀起“科技會戰”,育種、土壤改良、節水灌溉……切入點各異而萬象歸一,一條條科學開發利用鹽鹼地的新路徑在這裡誕生,並以此為起點走向全國、走向世界。

  我國鹽鹼地總面積約15億畝,佔國土總面積的10%左右,其中可利用鹽鹼地資源約5.5億畝,具有較好農業開發價值的鹽鹼地集中分布在東北、中北部、西北、濱海和華北五大區域。黃河三角洲地區擁有未利用土地近800萬畝,其中鹽鹼地270萬畝。后備土地資源是守牢18億畝耕地紅線的重要保障。從這一角度看,黃河三角洲鹽鹼地具有深遠的戰略意義。

  挖掘鹽鹼地潛力的同時也要看到,濱海鹽鹼地區植物資源相對貧乏,歷史上經歷粗放耕作、盲目墾殖等人為活動,加上水資源緊張,生態系統結構簡單、穩定性差、易受外界干擾,開發利用必須牢牢守住生態保護這條底線。要科學評估鹽鹼地的開發適宜性,宜農則農、宜水則水。同時精准劃定適宜保護性開發的鹽鹼地區塊及其規模,摸清未利用地中需要限制開發的地類和規模,確定不同鹽鹼程度的區塊適宜種植的植物種類,推廣耐鹽品種要因地制宜,循序漸進,不搞“一刀切”。

  火紅的鹼蓬、雪白的蘆花,深秋的黃河三角洲顯露出最美的一面。這美好,值得我們好好珍惜與呵護。我們應以敬畏之心,尊重自然、順應自然、保護自然,實現生態資源環境與經濟社會協調可持續發展,在黃河尾閭構建人與自然和諧共生的美好家園。(李振 賈瑞君 李廣寅 李明)

  “將生產過程中產生的二氧化碳尾氣分離、提純,再通過注氣站注入油藏,可以增加原油流動性,驅替油藏微孔中的原油,大幅提高石油採收率。” 二氧化碳驅油效率比水驅高40%,採油成本比水低20%,封存率一次能到60%-70%。由此,既能提高石油產量,還減少了二氧化碳向空氣中的排放,兼具生態效益與經濟效益。

  當地層壓力達到一定條件,二氧化碳密度和原油密度相當,就能像水和酒精一樣融在一起,實現二氧化碳混相驅替,能達到開發效果。“接到二氧化碳混相驅試井通知是2013年2月,試井成功就到了2016年12月。” 目前,勝利油田已在7個區塊規模化推廣CCUS項目,累計注入二氧化碳43萬噸,封存40萬噸,增油達10萬噸。

  油田CCUS所需要的是高純度的二氧化碳,必須由特定裝置捕集、提純,運輸或輸送后才能注入井下。這樣的二氧化碳在市場上還屬於相對稀缺的資源。省內氣源零散,價格波動大,每噸200元到1000多元的情況都有。

  成本問題也困擾著二氧化碳捕集企業。因為成本問題,企業所捕集的二氧化碳佔自身二氧化碳產生量的比例並不高。碳捕集成本能否隨著技術進步逐漸下降,成為提高二氧化碳回收率的關鍵。

  今后的5-8年是CCUS發展的“窗口期”。應適當超前,布局CCUS示范與產業化集群建設。 “持續的節能降耗減排是企業一直要做的,碳捕集、利用、封存對環境肯定是好的。” 激發市場主體主動作為,政策引導很關鍵。近年來,當地超前布局,出台政策鼓勵企業低碳發展,以爭取主動。

  二氧化碳,最常見的溫室氣體。我國提出,二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。“雙碳”目標之下,看待二氧化碳應有更多視角。

  二氧化碳捕集、利用與封存(簡稱CCUS),被認為是化石能源實現碳中和的重要途徑。不久前出台的碳達峰碳中和頂層設計文件要求,推進規模化碳捕集利用與封存技術研發、示范和產業化應用。近年來,勝利油田通過二氧化碳驅提高石油採收率,兼具經濟效益與生態效益。圍繞CCUS發展現狀、前景等問題,記者蹲點勝利油田及二氧化碳捕集企業,進行了調查採訪。

  12月1日,記者來到勝利油田萊113區塊。湛藍的天空之下,兩個巨大的白色儲罐密密連接著多條管線,管線上或上或下或左或右的紅色箭頭,格外引人注意。

  勝利油田注氣技術服務中心二氧化碳項目部1#站站長李剛,這些天一直在這裡值守。“這兩個儲罐儲存的是二氧化碳,每個儲罐能存50噸。罐內高壓低溫,二氧化碳呈液體狀態。”打開儲罐旁控制面板,李剛讀出了罐內實時數據:溫度零下20℃、液體高度1.106m。

  記者注意到,儲罐下挨著一處閥門的管線上結了一圈1厘米多厚的冰,表面堅硬,且異常平滑。

  管線向右延伸的箭頭連接的是液態二氧化碳注入泵,通過增壓向附近油井注入二氧化碳。10月1日起,正式向兩口油井注二氧化碳。

  “將生產過程中產生的二氧化碳尾氣分離、提純,再通過注氣站注入油藏,可以增加原油流動性,驅替油藏微孔中的原油,大幅提高石油採收率。”勝利油田高級專家呂廣忠說,二氧化碳驅油效率比水驅高40%,採油成本比水低20%,封存率一次能到60%-70%。由此,既能提高石油產量,還減少了二氧化碳向空氣中的排放,兼具生態效益與經濟效益。

  注入油藏的高純度二氧化碳哪兒來的?“來自於東營市港城熱力有限公司。”李剛指著儲罐下方的一處閥門告訴記者,油田下屬的一家運輸企業每天派4到5個罐車從港城熱力運回捕集提純后的二氧化碳,每車裝25立方米,約5小時來一車,以保証24小時持續注入。

  距離萊113區塊近百公裡的港城熱力有限公司,地處東營港經濟開發區,是當地唯一一家熱電聯供企業。12月2日,記者來到港城熱力有限公司。廠區內,兩個巨大的球罐每個能存儲500立方米液態二氧化碳,油田的罐車就是從這裡裝車。

  “2019年,公司與大連理工大學合作,投資建設了鍋爐煙氣二氧化碳捕集及同步制氮項目,2019年年底建成試運行,2020年3月正式運行。”港城熱力有限公司副總經理張健說,該項目二氧化碳年捕集能力達10萬噸,正常每年捕集四五萬噸。

  這套二氧化碳捕集裝置整體佔地約20畝,成排高聳的柱狀罐體和管道交叉連接。採訪中,“扑哧扑哧”的聲響不絕於耳。張健介紹,這是變壓吸附過程中排出低純度氣體產生的聲響。

  液化二氧化碳屬於危化品,裝卸、運輸有嚴格要求。“其危害在於如果泄露可能會因濃度突然增高,給人帶來窒息危險。”李剛說,卸料管線兩頭專門裝配了防脫鏈,並用吊帶把軟連接捆綁,防止脫落,並且管線使用兩年就要強制更換。

  連接好管線后,所有工作人員都要撤到5米之外,拉上警戒線,放上“高壓管線,禁止跨線”的警示牌。卸車時,工作人員將便攜式二氧化碳報警儀放在工服褲口袋裡,檢查是否有泄露。區塊監控室可遠程監控,發現問題遙控關掉閥門。罐車上也有緊急切斷閥,危化品安全員全程跟車,與司機實行雙人監護。

  至今,回想起用三年多時間注一口井的日子,勝利油田勘探開發研究院氣驅試驗室主任高安邦仍然激動不已,“接到二氧化碳混相驅試井通知是2013年2月,試井成功就到了2016年12月。”

  之所以要進行混相驅試驗,勘探開發研究院專家兼氣驅試驗室經理張傳寶解釋說,室內試驗發現,當地層壓力達到一定條件,二氧化碳密度和原油密度相當,就能像水和酒精一樣融在一起,實現二氧化碳混相驅替,能達到開發效果。這一研究需要進場試驗確認。

  2013年,高安邦所在的部門是原現代試井室,隻有遇到“重點井”“難井”時,團隊十幾個人才整班人馬拉出來。試井團隊在高青縣境內的樊142-7-斜4井組(6口油井、1口注氣井)展開試驗,油井始終處於關井狀態,注氣井源源不斷地注入二氧化碳。

  “我們要實時記錄油井下每一分鐘的壓力情況,傳回后方,以便跟蹤分析礦場動態,掌握二氧化碳在油藏中的運移規律。”高安邦說,想到過會很難,但沒想到會這麼難,更沒想到難題會出現得這麼快:剛剛把高精度壓力計送到井下幾個小時,地面上就讀不到數據了。

  “調整了幾次都不行,后來發現問題在於密封。井底30兆帕(大約300個大氣壓)的高壓和150℃的高溫,密封壓力計的橡膠圈在井底像爆米花一樣爆開,隨后又恢復原狀,但其實已不工作了。”高安邦說。

  拆掉報廢的橡膠圈,換上新的,來來開井、拆裝很耗時間。隨后,試井團隊改進測試工藝,將壓力計釋放出來挂在油管的內壁上,解決了問題。

  “之前團隊試井最長紀錄是42天。這次遠遠超過最長紀錄,很辛苦。”氣驅試驗室黨支部書記、院試井專家李 友全說,並不是生活環境帶來的問題,而是試井同時,其他工作也要干。

  后來,經過技術改造,團隊實現了遠程讀取數據。李 友全調侃,這些技術進步都是“懶”出來的。

  一直注氣、監測了兩年時間,終於實現了混相,但一混相就開井,也沒有達到預期效果。

  又過了一年半。2016年12月,注入1.9萬噸二氧化碳后,油井地層壓力終於升至40兆帕,油井自噴生產,單井日產油由原來的1噸升為6噸-9噸,以日均產油5噸的水平穩產了兩年。

  壓力監測又延長了兩年半時間。由此,堅定了勝利油田推廣二氧化碳驅油的信心。

  CCUS作為化石能源降碳減排的重要途徑,越來越被重視。勝利油田也加快了CCUS的研發與布局。

  圖為勝利油田勘探研究院工作人員向記者展示模擬二氧化碳驅用到的岩心。它們從地下3000米取出,看似差不多,但滲透率情況差別很大。記者 趙豐 報道

  “我們自主研發了氣驅非均質長岩心物理模擬系統,利用從地下3000多米採的岩心樣本進行模擬試驗,包裹連接起來的岩心像個金箍棒一樣,最長的有2米。”張傳寶說。

  今年7月以來,更是大動作頻出。中國石化碳捕集、利用與封存(CCUS)重點實驗室在勝利油田揭牌﹔齊魯石化—勝利油田百萬噸級CCUS項目,由齊魯石化捕集提供二氧化碳運送至勝利油田進行驅油封存,實現二氧化碳捕集、驅油與封存一體化應用,可年減排二氧化碳100萬噸,相當於近60萬輛經濟型轎車停開一年,預計年底將投產運行。

  目前,勝利油田已在7個區塊規模化推廣CCUS項目,累計注入二氧化碳43萬噸,封存40萬噸,增油達10萬噸。

  可能會有人疑問,空氣中、工業生產中二氧化碳不是很多嗎,不正是二氧化碳排放量巨大,才有的“雙碳”目標嗎?

  殊不知,油田CCUS所需要的是高純度的二氧化碳,必須由特定裝置捕集、提純,運輸或輸送后才能注入井下。這樣的二氧化碳在市場上還屬於相對稀缺的資源。

  勝利油田開發管理中心牽頭二氧化碳氣源開發的一位負責人表示,省內氣源零散,價格波動大,每噸200元到1000多元的情況都有,而且一般具有相對穩定的客戶。油田自有的勝利電廠煙氣二氧化碳濃度低,現有技術條件下捕集成本每噸也要350元-450元。從2018年開始,油田找碳排放大戶談,但根據規定的盈虧平衡點倒推出來的205元/噸的價格太低,對方看不著利潤,安全上又增加了要求,來來四五次沒能談攏。

  “向油田提供捕集提純后的二氧化碳,其實我們並不賺錢,最多是不賠不賺。”張健說,早在五六年前公司就調研過碳捕集,但按照當時的技術路線,成本太高。后來相關技術有所突破,公司很快就上馬了碳捕集項目。2020年3月正式運行的鍋爐煙氣二氧化碳捕集並同步制氮項目(一期)投資達9000萬元,目前捕集率達到80%,純度達99.5%。半負荷運轉下來,年營業額能達2000萬元,盈利在兩三百萬元。

  這個項目之所以還能持續,關鍵在於這套裝置既能捕捉二氧化碳,又能同時或單獨捕捉氮氣。

  “公司的鍋爐煙氣中二氧化碳濃度隻有10%左右,濃度較低,捕集成本相對較高,而氮氣佔80%左右,按照熱電企業一年運行在8000個小時以上來算,每年有上億立方米的氮氣產量,而開發區企業眾多,0.4元/立方米的售價比企業自制氮氣還要便宜。”張健說,每小時產生的氮氣中公司自用2000多立方米,其他企業用6000多立方米,近期又與幾家企業簽訂了每小時供3000多立方米的協議。

  同樣位於東營港經濟開發區的海科瑞林化工有限公司有另外一個思路。2019年上半年開始碳捕集后,考慮到碳市場波動較大的情況,把二氧化碳一部分賣給油田,一部分賣給附近化工企業。

  該公司總經理許勝軍說:“公司二氧化碳回收裝置投入了4000萬元,碳捕集能力達到15萬噸/年,回收率能到98%。通過進一步提純,捕集的二氧化碳可以直接作為工業原料賣到園區化工企業,以生產高附加值的碳酸二甲酯等產品。碳價高的情況下,幾年就能回本。”

  記者注意到,因為成本問題,港城熱力和海科瑞林兩家企業所捕集的二氧化碳佔自身二氧化碳產生量的比例並不高。其中港城熱力最大捕集能力不到總量的二十分之一,海科瑞林回收的二氧化碳佔排放量的12%到15%。因此,碳捕集成本能否隨著技術進步逐漸下降,成為提高二氧化碳回收率的關鍵。

  液態二氧化碳運輸成本也高。呂廣忠估算,目前通過罐車運輸,1噸二氧化碳運送1公裡需要0.8元-1元,而使用管道運輸成本至少能降一半左右。但因為二氧化碳是危化品管理范疇,長距離管道建設可能還會遇到一些難題。

  齊魯工業大學(山東省科學院)二級研究員、山東省生態文明研究中心主任周勇,長期從事低碳發展與應對氣候變化等領域研究。周勇認為,今后的5-8年是CCUS發展的“窗口期”。應適當超前,布局CCUS示范與產業化集群建設。從減碳量來說,未來直接封存(CCS)的潛力與作用同樣大,應加大研究力度。

  呂廣忠也認為,按照勝利油田科研成果“推廣一代、攻關一代、儲備一代”的要求,目前CCUS需要推廣示范,鑒於勝利油田地下封存潛能達20億噸,CCS需要繼續攻關,實現技術儲備。

  他分析,勝利油田周邊石化企業特別多,二氧化碳氣源豐富,封存需要打井,而油田開發已經打了好幾萬口井,可以說有很好的源匯匹配優勢。CCUS需要跨行業,目前CCUS產業鏈還沒有形成,因此雖然煉廠、化工廠多,煙氣中二氧化碳濃度高,但現實中較少有捕集的。

  港城熱力有限公司作為首批納入全國碳交易市場的電廠,在二氧化碳排放量配額核算時,並沒有把今年捕集的二氧化碳量考慮在內。“如果核算,需要進行二氧化碳捕集、利用、封存整個鏈條的核算,對不同環節企業降碳減排量分類確定。”張健說。

  “持續的節能降耗減排是企業一直要做的,碳捕集、利用、封存對環境肯定是好的。”許勝軍注意到,今年7月開展重點行業建設項目碳排放環境影響評價試點,9月確定在產業園區規劃環評中開展碳排放評價試點。

  激發市場主體主動作為,政策引導很關鍵。石化行業是碳排放大戶,東營港經濟開發區擁有62家規上石油化工企業,碳減排任務重、空間大。近年來,當地超前布局,出台政策鼓勵企業低碳發展,以爭取主動。

  “今年6月開發區對技改項目獎補評選方案進行了優化,重點節能減排、直接減碳的項目系數都提升了10%,讓低碳企業在評比中更有優勢。直接減碳的港城熱力與海科瑞林兩個碳捕集項目,按照每捕集1萬噸獎補10萬元的標准進行獎勵。”東營港經濟開發區經濟發展局局長陳濤說,通過典型示范政策引導,轄區內個別電廠也計劃上碳捕集裝置。

  近日,港城熱力有限公司通過銀企專向對接,以71萬噸的碳排放權質押貸款2000萬元,盤活了碳配額資產,解決了企業現金流問題。年捕集能力15萬噸的二期項目也即將啟動,還計劃利用一家企業的光熱技術與公司現有設備耦合,降碳減碳。

  “目前,勝利油田正在循環注入進行科研攻關,籌備建設國家CCUS技術策源地,打造全流程標准體系。”呂廣忠說,前景值得期待。(趙豐)

  每減排1萬噸二氧化碳,相當於植樹55萬棵。CCUS技術對實現碳中和目標不可或缺。

  二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)是指將二氧化碳從工業過程、能源利用或大氣中分離出來,直接加以利用或注入地層以實現二氧化碳永久減排的過程。CCUS在二氧化碳捕集與封存(CCS)的基礎上增加了“利用”,這一理念隨著CCS技術的發展和對CCS技術認識的不斷深化,目前已經獲得了普遍認同。從國外碳捕集項目來看,地下封存、驅油和食品級利用,是較主要的方向。

  國際上普遍對CCUS技術寄予厚望。國際能源署(IEA)發布的《2050年淨零排放:全球能源行業路線圖》預計,CCUS技術是唯一能夠在發電和工業生產過程中大幅減少化石燃料碳排放的解決方案。全球碳捕集將從2020年的4000萬噸/年,增長至2050年的76億噸/年,市場前景廣闊。

  當前,我國的CCUS各技術環節均取得了顯著進展,部分技術已經具備商業化應用潛力。已投運或建設中的CCUS示范項目約40個,捕集能力300萬噸/年,多以石油、煤化工、電力行業小規模的示范為主。

  項目整體規模較小,成本較高。成本主要包括經濟成本和環境成本。經濟成本首要構成是運行成本,主要涉及捕集、運輸、封存、利用這四個主要環節。預計至2030年,二氧化碳捕集成本為90-390元/噸,2060年為20-130元/噸。

  2021年7月,生態環境部環境規劃院組織發布《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2021)——中國CCUS路徑研究》,報告建議,明確面向碳中和目標的CCUS發展路徑。充分考慮碳中和目標下的產業格局和重點排放行業排放路徑,重點從減排需求出發,研判重點排放行業以及生物質能的碳捕集與封存和直接空氣捕集的技術減排貢獻。

  完善CCUS政策支持與標准規范體系。加速推動CCUS商業化步伐,將CCUS納入產業和技術發展目錄,打通金融融資渠道,為CCUS項目優先授信和優惠貸款﹔探索制定符合中國國情的CCUS稅收優惠和補貼激勵政策,形成投融資增加和成本降低的良性循環。

  規劃布局CCUS基礎設施建設。加大二氧化碳輸送與封存等基礎設施投資力度與建設規模,優化技術設施管理水平,建立相關基礎設施合作共享機制﹔注重已有資源優化整合,推動現有裝置設備改良升級,逐步提高現有基礎設施性能水平﹔充分利用相關基礎設施共享機制,建設二氧化碳運輸與封存共享網絡,不斷形成新的CCUS產業促進中心,推動CCUS技術與不同碳排放領域行業的耦合集成。

  開展大規模CCUS示范與產業化集群建設。針對捕集、壓縮、運輸、注入、封存等全鏈條技術單元之間的兼容性與集成優化,突破大規模CCUS全流程工程相關技術瓶頸,在“十四五”期間建成3-5項百萬噸級CCUS全鏈條示范項目﹔加速突破高性價比的二氧化碳吸收/吸附材料開發、大型反應器設計、長距離二氧化碳管道運輸等核心技術,促進CCUS產業集群建設﹔把握2030─2035年燃煤電廠CCUS技術改造的“窗口期”,在電力行業超前部署新一代低成本、低能耗CCUS技術示范,推進CCUS技術代際更替,爭取最大減排效益。(趙豐)

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