在近日召開的2023中國(guó)油氣人工智能科技大會(huì)上，中國(guó)工程院院士李陽針對(duì)碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提出了五個(gè)情景協(xié)同發(fā)展的路徑及模式，并指出CCUS產(chǎn)業(yè)作為新型能源體系的一個(gè)組成部分，其發(fā)展必然要與數(shù)字化進(jìn)行深度融合。

李陽院士表示，CCUS技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵性技術(shù)，其內(nèi)涵和應(yīng)用范圍正在不斷拓展。數(shù)據(jù)顯示，截止到2022年9月，全球共有196個(gè)大型CCUS項(xiàng)目，年捕集埋存能力達(dá)到2.44億噸，比2021年增長(zhǎng)44%。目前，我國(guó)多項(xiàng)CCUS技術(shù)具備示范條件，一些技術(shù)具備了商業(yè)化條件。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)石化建成我國(guó)規(guī)模最大的CCUS全流程項(xiàng)目——“齊魯石化—?jiǎng)倮吞锇偃f噸級(jí)CCUS項(xiàng)目”，現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行中。但要認(rèn)識(shí)到，我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處在早期階段。

李陽院士指出，我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)面臨多個(gè)挑戰(zhàn)。首先是CCUS成本高、能耗高、轉(zhuǎn)化效率低、效益差。其次是化工轉(zhuǎn)化利用技術(shù)、生物利用技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)有待突破。再次是CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)仍需完善。石化行業(yè)需加強(qiáng)技術(shù)鏈創(chuàng)新，開發(fā)低能耗、低成本、轉(zhuǎn)化效率高的技術(shù)，構(gòu)建低碳/零碳產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)大力培養(yǎng)創(chuàng)新人才，完善相關(guān)政策法規(guī)。

為此，李陽院士提出“多情景協(xié)同發(fā)展的路徑及模式”。一是CCUS產(chǎn)業(yè)應(yīng)支撐能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、支撐減碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。二是不同地區(qū)資源稟賦差異大，要針對(duì)不同地區(qū)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)成本最小化的減排路徑。三是CCUS產(chǎn)業(yè)與化工、煤電等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合，構(gòu)建低碳/零碳產(chǎn)業(yè)鏈。四是CCUS技術(shù)與氫能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源協(xié)同耦合發(fā)展，將會(huì)催生新業(yè)態(tài)、新模式、新場(chǎng)景，為能源轉(zhuǎn)型和碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供全新的解決方案。五是降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)協(xié)同推進(jìn)，通過改變傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和生產(chǎn)生活方式，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。

“為實(shí)現(xiàn)以上五個(gè)協(xié)同，我們兩年前就開始研究數(shù)字化CCUS平臺(tái)的建設(shè)問題。”李陽院士介紹，“平臺(tái)建設(shè)過程中，我們強(qiáng)化場(chǎng)景牽引作用，統(tǒng)籌數(shù)據(jù)資源，加強(qiáng)以模型為核心的AI建設(shè)，推動(dòng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

“按照‘頂層設(shè)計(jì)、分步實(shí)施、邊建邊用’的策略，我們開展CCUS全過程業(yè)務(wù)分析，優(yōu)先構(gòu)建一體化管控平臺(tái)數(shù)據(jù)庫、搭建平臺(tái)整體架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)管道、驅(qū)油封存油藏工程、注氣站庫管控、采油工程地面工程、安全環(huán)保等相關(guān)業(yè)務(wù)功能，支撐CCUS研發(fā)及優(yōu)化運(yùn)行管理。”李陽院士說。

據(jù)介紹，該平臺(tái)包括碳捕集管理系統(tǒng)、驅(qū)油封存評(píng)價(jià)系統(tǒng)、檢測(cè)及核查系統(tǒng)、綠色技術(shù)評(píng)價(jià)及碳管理系統(tǒng)四大基礎(chǔ)模塊。捕集技術(shù)研發(fā)模塊方面，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已建成流程化、模塊化、柔性化碳捕集中試測(cè)試平臺(tái)，可對(duì)多種溶劑性能指標(biāo)、工藝流程進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證；長(zhǎng)輸管道數(shù)字孿生建設(shè)方面，建成長(zhǎng)輸管道數(shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)輸管道的三維動(dòng)態(tài)仿真模擬，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、安全管理、能耗管理、本體及環(huán)境監(jiān)測(cè)、巡檢及維保管理、智能預(yù)測(cè)的功能；巡檢及維保管理方面，將已有的管道巡檢系統(tǒng)接入數(shù)字化平臺(tái)，在巡檢系統(tǒng)和數(shù)字孿生系統(tǒng)間建立映射關(guān)系，進(jìn)行可視化巡檢。

李陽院士強(qiáng)調(diào)，CCUS作為一項(xiàng)工業(yè)化技術(shù)，具有負(fù)碳屬性，其發(fā)展具有全周期、多維度、智能化的特征。目前數(shù)字化CCUS平臺(tái)建設(shè)仍處于初期階段，特別是在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)化決策方面，須增大樣本數(shù)，以提高決策結(jié)論的收斂性，同時(shí)建立綠色技術(shù)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)碳管理和價(jià)值化。（中國(guó)化工報(bào) 耿明月）