“雙碳”背景下吐哈油田綠色轉型發(fā)展的探索與思考

李成剛 高澤吉 陳智

中國石油吐哈油田公司

吐哈油田是在20 世紀80 年代末，國家提出“穩(wěn)定東部、發(fā)展西部”石油發(fā)展戰(zhàn)略大背景下，按照“兩新兩高”體制，開發(fā)建設起來的現(xiàn)代化油田。累計探明石油地質儲量5.93×108t、天然氣儲量1 176×108m3；生產(chǎn)油氣當量8 523×104t，其中原油6 261×104t、天然氣284×108m3，為保障國家能源安全、促進當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展作出了積極貢獻。“十二五”以來，油田產(chǎn)量逐年遞減，油氣當量從最高的283×104t 下降至158×104t，下降44%，且油田后備儲量不足，油田規(guī)模小，穩(wěn)產(chǎn)難度大，面臨的發(fā)展問題較多，急需轉型發(fā)展。

當前我國正處于“深入推動能源革命，加快建設能源強國”的重要歷史時期，中國石油集團公司提出主動服務和支撐國家重大戰(zhàn)略，發(fā)揮優(yōu)勢，帶動構建新發(fā)展格局，將新能源作為主營業(yè)務，明確新能源新業(yè)務三步走總體部署和雙碳目標路徑，積極參與碳達峰和碳中和行動。吐哈油田以此為契機，按照集團綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略和油田生產(chǎn)實際情況，編制了《吐哈油田清潔能源替代“十四五”專項規(guī)劃》和《吐哈油田綠色能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展“十四五”規(guī)劃》。按照總體規(guī)劃，新能源產(chǎn)業(yè)已取得初步發(fā)展，形成以“沙戈荒”和“源網(wǎng)荷儲”兩種模式發(fā)展新能源的主要思路。在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方面，重點打造風光發(fā)電基地，同時協(xié)同發(fā)展綠電制氫、二氧化碳綜合利用、油煤共煉、CCUS/CCS 以及UCG 等產(chǎn)業(yè)，到“十四五”末建成油氣熱電氫等多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的綜合性新能源基地，逐步實現(xiàn)綠色轉型發(fā)展。

1 綠色轉型的驅動分析

“雙碳”目標的提出對油氣生產(chǎn)等高耗能、高排放企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)生重大影響，吐哈油田綠色轉型的驅動因素主要從政府驅動和內(nèi)部驅動兩方面概括。

從政府驅動來看，“雙碳”目標是站位大局的全局工程，不是可選項，而是必選項。習近平總書記關于推進“雙碳”工作的“四個迫切需要”重要指示，深刻揭示了我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要性和堅定性，其不僅是推進生態(tài)文明建設和高質量發(fā)展的實踐要求，更是積極應對全球氣候變化、推動世界可持續(xù)發(fā)展的責任擔當。

從內(nèi)部驅動來看，受國際油價下跌、非常規(guī)油占比加大、產(chǎn)量下降等多種因素影響，油田2015年起開始連續(xù)虧損，急需加快清潔能源發(fā)展，培育新的效益增長點，推動能源結構轉型升級。

2 發(fā)展基礎及優(yōu)勢分析

（1）勘探開發(fā)具備一定規(guī)模，以油氣產(chǎn)業(yè)帶動新能源產(chǎn)業(yè)條件好。吐哈油田具備較多的礦區(qū)土地資源和油氣生產(chǎn)基礎，油田探礦權面積共4.26×104km2，采礦權面積920×104km2。油田勘探開發(fā)具有一定潛力，常規(guī)油氣資源探明率分別為42%、39.9%，非常規(guī)探明率分別為18.3%、2.6%。在建的55×108m3溫吉桑儲氣庫不僅可以保證新疆天然氣安全供應，還可以探索以儲氣庫和西氣東輸管道氣配套氣電調峰推進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術路線。

（2）礦區(qū)及周邊風光資源豐富，具備較好資源基礎。新疆優(yōu)質風光資源區(qū)與吐哈油田礦區(qū)高度重合，截至2021 年底，哈密、吐魯番、昌吉三地州風力光伏發(fā)電總裝機23.76 GW，已開發(fā)量不到總資源量的1%，礦區(qū)及周邊范圍發(fā)展新能源潛力巨大[1]。礦區(qū)太陽能年輻照總量全部在B 級及以上，年平均日照時數(shù)在2 861.1～3 358 h 之間，等效滿負荷發(fā)電小時在1 600～1 850 h 之間；探礦權區(qū)內(nèi)太陽能資源總儲量為126.63×108kW，有效可開發(fā)量2.74×108kW。礦區(qū)風能資源豐富，主要集中在三塘湖及紅臺礦區(qū)，風區(qū)總面積1.4×104km2，70 m高度年平均風速集中在5.8～9.16 m/s，年平均風功率密度集中在547.31～1 522.45 W/m2。風能資源總儲量1.503×108kW，有效可開發(fā)量505×104kW。

（3）擁有完備的內(nèi)部電網(wǎng)和較大負荷，具備以源網(wǎng)荷儲推動新能源快速起步的有利條件。油田有完整的內(nèi)部電網(wǎng)，現(xiàn)已形成了以110 kV 和35 kV 為骨架的供電網(wǎng)絡，10 kV、0.4 kV（0.66 kV）電壓等級的配電網(wǎng)絡。共有吐魯番、哈密和三塘湖等3個獨立完善供電網(wǎng)絡，電網(wǎng)最高電壓等級110 kV，其中：吐魯番區(qū)域電網(wǎng)形成了以110 kV 樓開Ⅰ、Ⅱ線和萄神線雙電源供電模式；三塘湖油區(qū)以110 kV 馬油線從馬場變供電；哈密石油基地單獨通過國網(wǎng)哈密供電公司35 kV 電網(wǎng)供電。有110 kV變電站6 座，35 kV 變電站24 座，總變電容量275 MVA，輸配電線路2 118 km。油田企業(yè)2021 年工業(yè)用電4.44×108kWh，較2020 年增加4.83%，結合油田產(chǎn)能建設、儲氣庫建設、電氣化改造以及系統(tǒng)優(yōu)化簡化，預計“十四五”末油田工業(yè)供電量可達到7.5×108kWh 以上。

（4）處于疆電外送通道起始點，綠電外輸條件好。目前建成的“兩交兩直”疆電外送通道全部起始于吐哈油田所屬地區(qū)：第一通道昌吉至安徽古泉±1 100 kV 特高壓直流輸電工程，第二通道哈密至鄭州±800 kV 直流輸電工程，哈密-敦煌和煙墩-沙洲兩條750 kV 交流外輸通道[2]。正在推進的哈密北至重慶第三通道以及正在規(guī)劃中的第四通道均也途經(jīng)吐哈礦區(qū)，能夠有效解決新能源發(fā)電送出通道問題。

（5）吐哈油田周邊碳源豐富，埋存潛力大，適合發(fā)展CCUS/CCS 產(chǎn)業(yè)。吐哈油區(qū)咸水層層系多、厚度大，經(jīng)過分析評估碳埋存潛力可達5.4×108t，而且源匯匹配極佳[3]。吐哈油田位于新疆吐魯番、哈密、準東盆地境內(nèi)，碳源一方面主要來自采油區(qū)周邊約100～200 km 范圍內(nèi)大量的煤化工、水泥企業(yè)生產(chǎn)排放的二氧化碳，且有些企業(yè)持續(xù)排放二氧化碳純度達到85%以上，另一方面來自油區(qū)內(nèi)部天然氣、汽油、柴油能源消耗產(chǎn)生的溫室氣體，以及“十四五”期間計劃建成的UCG 綜合能源基地排放的二氧化碳。整體上，吐哈油區(qū)周圍碳源豐富、純度高，目前年排放量1 782×104t，預計“十四五”末排放量達3 371×104t，2030 年碳達峰排放量6 700×104t。

（6）區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展為油田推動新能源規(guī)?；l(fā)展提供了機遇。根據(jù)預測，“十四五”期間哈密、吐魯番、昌吉三地州新增負荷達到684×104kWh，為新能源發(fā)展提供消納，同時為利用周邊負荷開展源網(wǎng)荷儲一體化項目建設提供了機遇。

哈密北綜合能源基地以及準東國家級煤化工基地是國家重點打造的煤化工基地[4]，氫能年需求量在28×104t 以上，二氧化碳減排以及綠氫需求迫切，為以綠電制氫和油煤共煉為技術路線推進新能源規(guī)?；ㄔO提供了可能。

國家級新疆準東經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)位于昌吉州吉木薩爾縣北部，橫跨昌吉州吉木薩爾、奇臺、木壘3 個縣，規(guī)劃總面積1.55×104km2。規(guī)劃目標為采用一體化、基地化、園區(qū)化的建設模式，實現(xiàn)油-氣-化聯(lián)產(chǎn)，打造具有準東特色的全國最大的煤制油氣戰(zhàn)略基地。目前園區(qū)灰氫和藍氫用量非常大，保守估計超過10 ×104t/a，為綠氫替代提供了用能基礎。

3 綠色轉型發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)分析

（1）新疆資源市場競爭激烈。新疆電力外送通道不足[5]，市場消納能力有限，當前配額指標主要是減存量，而各大發(fā)電集團基礎牢固，對新疆優(yōu)質資源的爭奪十分激烈。

（2）油田新能源業(yè)務起步晚。油田在新能源領域起步晚，相關管理、專業(yè)技術力量薄弱，缺乏投資、運營經(jīng)驗。地方新能源指標競爭配置傾向于在屬地有大型投資項目和當?shù)刈缘钠髽I(yè)，以及未來對地方GDP 增加有較大新貢獻的公司，加之吐哈新能源項目業(yè)績較少，油田參與指標競爭處于劣勢。

（3）新疆儲能及氣電調峰配套政策不完善[6]。新疆新型電力系統(tǒng)建設尚在探索階段，當前保障性指標以及市場化并網(wǎng)兩種方式都需要配置較大規(guī)模的儲能對電網(wǎng)進行調峰，而儲能建設配套政策及激勵機制不完善，對新能源項目開發(fā)經(jīng)濟效益影響較大。受限于能耗雙控指標，新疆對天然氣發(fā)電無相關支持政策，項目審批較為困難，以氣電撬動新能源指標的技術路線有較大阻力。

（4）新能源部分領域技術不成熟，盈利模式不清晰。綠氫、新型儲能等技術不成熟[7]，行業(yè)技術迭代速度很快。新疆標桿上網(wǎng)電價低，“平價時代”風電和光伏發(fā)電等投資收益暫時較低。綠氫、儲能、CCS/CCUS、UCG 等領域盈利模式尚不清晰，存在一定效益風險。

4 綠色轉型發(fā)展路徑分析

（1）大力開展清潔能源替代。全面實施上游業(yè)務全過程清潔能源替代行動方案，按照低碳勘探工程、低碳建產(chǎn)工程、天然氣提高商品率工程、原油提高商品率工程、“電代油”工程、控排工程、節(jié)能瘦身工程、清潔替代工程、減碳工程等9 大工程建設標準大力開展節(jié)能瘦身和清潔替代，加強減碳措施的系統(tǒng)性研究、示范和規(guī)模推廣，實現(xiàn)生產(chǎn)用能低碳化、減排措施效益化。

（2）重點開展大型風光發(fā)電基地建設。按照自治區(qū)推進新能源建設七條路徑，以“源網(wǎng)荷儲”和“沙戈荒”等模式，推進大型新能源項目建設。吐哈油田礦區(qū)及周邊風、光資源豐富，已建和正在推進的特高壓疆電外送通道均途經(jīng)吐哈。結合外送能力和本地區(qū)對接確認新增負荷，“十四五”規(guī)劃重點項目建設，大力發(fā)展風光發(fā)電，風光裝機610 ×104kW。利用自治區(qū)推動“疆電外送”第四通道建設契機，研究與吐魯番市政府合作共同推進第四通道建設，同時獲取更多的新能源指標，夯實吐哈油田“十五五”新能源產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的基礎。

（3）因地制宜開展分布式光伏、分散式風電以及光熱工程。利用油田空閑場站土地，積極推進場站分布式光伏項目建設[8]，形成自發(fā)自用、清潔替代新模式，同步開展區(qū)域微電網(wǎng)動態(tài)平衡技術研究，建設新型穩(wěn)定的內(nèi)部電網(wǎng)；形成產(chǎn)能建設配套模式，實現(xiàn)低碳建產(chǎn)；研究離網(wǎng)式風光儲一體化技術，替代孤網(wǎng)式偏遠場站、井站燃油燃氣發(fā)電機，同時探索應用光熱加熱設備對管線進行加熱，實現(xiàn)采油、采氣工藝流程的全流程清潔生產(chǎn)；研究實施區(qū)域整縣屋頂分布式光伏和分散式風電建設，推進新能源富民產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進油田與地方國民經(jīng)濟發(fā)展；研究光熱加熱技術及清潔取暖技術，依托區(qū)域豐富的太陽能資源研究以光熱取暖替代燃煤、燃氣取暖技術，與區(qū)域地方政府合作，探討由吐哈油田主導推進整縣、整鄉(xiāng)光熱清潔取暖[9]項目建設可行性，拓廣新能源應用領域。

（4）積極推進綠電制氫、CCUS、UCG 等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。依托淖毛湖、鄯善、準東當?shù)孛夯て髽I(yè)以及油田油煤共煉項目氫能需求[10]，推進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！笆奈濉逼陂g重點在淖毛湖區(qū)域開展2 ×104t風電制氫示范項目建設，建立綠電制綠氫示范基地，打通全產(chǎn)業(yè)鏈以實現(xiàn)“制儲輸用”一體化?！笆奈濉焙螅罅Πl(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，消納新能源所發(fā)綠電，同時為油煤共煉項目以及當?shù)孛夯て髽I(yè)提供氫能供應保障。積極發(fā)展負碳產(chǎn)業(yè)，以三塘湖“三低”砂巖先導試驗為起點，加快碳捕集、封存和利用技術的研究創(chuàng)新和示范利用[11]，攻關吐哈油田CCUS 提高采收率技術系列，2024—2025 年開展頁巖油CO2吞吐和稀油CO2驅現(xiàn)場試驗。2025 年達到注入CO2達40×104t/a，年產(chǎn)油15×104t。同時針對不同類型油藏開展CCUS 技術攻關，拓寬應用范圍。“十四五”后攻關形成可復制、可推廣CCUS/CCS 模式，在煤化工企業(yè)碳排放高壓政策和低成本捕集技術條件下，逐步降低碳價，形成CCUS/CCS 產(chǎn)業(yè)效益化開發(fā)。戰(zhàn)略性布局UCG 產(chǎn)業(yè)[12]，依托集團UCG 科研項目，通過資源評價、地下資料錄取和試驗分析，優(yōu)選5 個有利目標區(qū)域，持續(xù)進行現(xiàn)場試驗和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展攻關，“十四五”開展工藝測試和先導試驗，在工藝測試成功的基礎上，擴大礦場試驗規(guī)模，形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，力爭獲得規(guī)模效益。積極探索碳資產(chǎn)管理和碳交易方式，及時了解相關政策，結合集團公司總體部署，利用碳交易提升新能源項目經(jīng)濟效益。

（5）持續(xù)開展交流合作。積極與政府部門進行溝通交流，尋求共同發(fā)展契合點，爭取政策支持，達成互利雙贏、融合發(fā)展的共識。與集團內(nèi)部兄弟單位加強溝通交流，學習先進管理經(jīng)驗與做法，推進新能源業(yè)務發(fā)展；與國內(nèi)知名新能源制造企業(yè)以及發(fā)電公司進行交流探討合作，了解掌握風、光發(fā)電，儲能，制氫等主要設備及技術水平現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[13]。

5 結論與建議

以吐哈油田為研究對象，對小油田綠色轉型的路徑進行了深入的研究，分析了油氣田企業(yè)綠色發(fā)展的優(yōu)勢與面臨的形勢，提出了綠色轉型發(fā)展的實施路徑，對其他油田具有較好的借鑒與示范意義。按照集團公司綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，吐哈油田將新能源作為主營發(fā)展業(yè)務，“十四五”末初步建成東疆清潔能源供應中心，實現(xiàn)油田綠色轉型和高質量發(fā)展。在此過程中，也需要得到各級政府及相關部門的鼎力支持，為油氣企業(yè)的綠色低碳轉型發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境，提出以下建議：

（1）出臺天然氣調峰發(fā)電及風光電融合發(fā)展的支持政策。通過溫吉桑儲氣庫調峰作用建設天然氣調峰發(fā)電項目，大力推進天然氣發(fā)電與風光電融合發(fā)展，積極推動“氣風光電協(xié)調運行”新路徑的示范推廣。

（2）出臺新能源支持政策，積極支持油氣企業(yè)綠色低碳轉型發(fā)展。對于光熱發(fā)電、壓差發(fā)電等綠電項目，在投資、稅收、接入等方面給予政策支持，積極支持綠電就地生產(chǎn)、就地消納，鼓勵光熱利用的研究示范和推廣應用。出臺政策推動CCS/CCUS 產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，探索制定面向碳中和目標的CCS/CCUS 稅收優(yōu)惠和補貼激勵政策，積極推動CCS/CCUS 產(chǎn)業(yè)鏈示范及商業(yè)化應用。

（3）開展技術研究，形成有特色的技術序列。按照“引進吸收+技術創(chuàng)新+工程實踐” 的工作思路，以支撐公司新能源業(yè)務發(fā)展為目標，在氫能利用、儲能調峰、能源互聯(lián)網(wǎng)、高效電氣化、壓差發(fā)電等重點技術領域開展研究，以技術進步降低新能源投資成本，提高清潔替代效果和清潔替代率，推動新能源業(yè)務穩(wěn)步規(guī)?；l(fā)展。