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美国二氧化碳强化采油应用情况及对中国CCUS应用的启示

时间:2023-07-24 15:47:40   

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一、美国二氧化碳强化采油相关政策法规体系

美国涉及CO2EOR管控的法律法规主要包括《能源改善和扩展法》(Energy Improvementand Extension ActEIEA)、《两党预算法》(Bipartisan Budget ActBBA)、《安全饮用水法》(Safe Drinking Water ActSDWA)、《清洁空气法》(Clean Air ActCAA)和《税务细则》(Tax CodeTC)。主要涉及CO2强化采油财税补贴方面的支持,以及CO2地下注入的操作规范要求等。

1、利用经济手段激励二氧化碳强化采油应用,促进减排与效益双赢

美国在CCUS方面有着全球力度最大的政府激励措施,通过TCEIEABBA等法律法规,实施财税等经济刺激手段激励CCUS减排CO2,对CO2永久地质封存和注入地下油层提升原油采收率项目提供一定数量的货币激励。最新修订的45Q税收抵免政策大幅提升每吨CO2的补助金额,且抵免资格分配制度更加灵活。对于满足CO2捕集效率要求的设施,一般工业、火电厂和空气直接捕集设施CO2捕集能力分别为2.5t/a50t/a10t/a,如所捕集的CO2注入油气层中储存,政府提供35美元/t的税务抵免;如注入地下非油气层封存则政府提供50美元/t的税务抵免,以此激励碳捕集的扩大和应用。政府补贴政策确保CCUS项目长期稳定的现金流,促使美国CCUS项目种类多样化。

2、规范二氧化碳注入地下全过程管理,减少或避免对地下水影响

美国国税局和美国环保署联合明确了捕集用作地质封存或强化采油的CO2“能去哪些地层”“如何去”“如何验证数量”的全过程管控体系。在选址方面,规定CO2安全地质封存要求,并规定包括深部地层、盐水层以及油气藏等安全地质封存地点。在过程管理方面,一是通过CAA要求企业遵循“监控、记录和验证”程序,上报年度CO2排放量和捕集量;二是规定CO2封存操作指南,对井身完整性、注入监控、注入后的封井等提出要求,确保注入CO2不会对地下水和地表水造成重大损害,以及CO2不会泄漏到大气中。美国环保署还通过SDWA明确用于强化采油的CO2注入井归为第二类地下注入控制井(UIC)管理,并对用于永久地质封存的CO2注入井新建了第六类地下注入控制井进行管理,包括:(1)选址标准要求;(2)注入井施工要求;(3)注入井作业要求;(4)全面监测要求;(5)报告和记录保存要求,并确认保护地下水资源。

3、明确二氧化碳强化采油操作过程监管主体和规范流程

SDWA赋予了美国环保署对CO2强化采油和相似采油作业的大部分监管权力,其余小部分监管权力授予各州和印第安自治区。具体操作流程为:美国环保署通过要求地方政府或运营公司上报CO2注入井详细信息,包括注入井的编号、位置、完整性报告等,以及CO2注入量、注入井过程压力变化等数据,实施监督管理以确保注入油层或地质封存在操作过程中遵循各项联邦法律法规的要求;各州和印第安自治区则负责要求本辖区运营商上报上述二氧化碳注入井详细信息,并按要求提交美国环保署。

二、美国CO2EOR管理运行情况对我国CCUS应用的启示

1、通过差别化财税政策结合市场手段促进我国CCUS有序应用

一是建议在法律法规层面,采用差异化财税政策鼓励优质碳源行业开展CCUS应用。对于火电等化石燃料燃烧源,可考虑绿色电价税收减免方式;对于工业过程源,可考虑采取基于CO2去向的差额性吨CO2税收减免方式,如应用于强化采油、作为下游企业原料或永久封存等,可适当提高税收减免支持力度;而对用于食品、干冰等在消费端再度排放的CO2利用途径,则适当降低税收减免支持力度。二是建议加快研究推进重点高碳企业碳排放权交易市场的建立,以市场促进企业碳减排积极性。一方面,持续完善电力行业碳排放市场,不断总结运营的经验;加快推动石化、化工、钢铁等高碳行业碳排放配额分配方法体系研究;另一方面推动上述高碳行业碳排放与环评和排污许可衔接工作的开展,为全国高碳行业碳交易提供“可考核、可追溯、可监测”的统一平台载体。

2、开展碳源供给—需求侧分析,为CCUS应用提供依据

由于中美两国产业结构不同,碳源有所不同,建议对我国全面开展碳源供给—需求侧分析,为CCUS应用的合理性提供依据,以支撑全国、区域及产业碳中和发展规划和布局。结合中国产业结构特点,从供给侧角度,初步判断优质碳源很可能来自于现代煤化工、合成氨、乙醇生产、电石以及部分天然气开采和生产企业。CO2需求侧分析,一般来于常规油气田、页岩油气、煤层气开采企业。

3、强化基础设施的规划布局,助力二氧化碳输送管道网络

建设建议开展CO2输气管网与铁路、公路、水利、开发区、自然保护区、旅游区和水源地等统筹规划布局方案的研究和制订工作,加强管网间的互联互通、统一调度、共同监管,确保CO2管道长输产业健康发展。在综合管廊规划布局时,将油气管网与各类基础设施提前规划、统一布局、提前预留、有序实施,合理节约土地和资源空间。

4、建立对CCUS各项技术的评估体系,为CO2EOR的应用把好源头关

建议对目前全国各行业CCUS应用情况进行全面梳理,包括捕集的排放源、烟气CO2排放浓度水平、捕集技术名称、CO2利用去向等。建立由能耗(电耗、物耗等)、环境(捕集效率、是否二次污染等)、技术(安全性、设备寿命、故障率、稳定性等)、经济(投资、运行成本等)、管理(操作难易程度、人工需求、维修管理等)等组成的CCUS综合评估指标体系,指导重点行业CCUS可行技术体系的制定,为CO2EOR的应用把关。

5、建立二氧化碳注井规范,为相关项目全过程监管提供支撑

建议参照美国经验,研究、制定和完善CO2封存操作指南,针对CO2注入井可能存在的环境风险,从项目选址、操作过程以及封井等全过程管控角度明确CO2注入井完整性参数,CO2注入压力、速率等关键操作性参数监控,井口CO2浓度检测和CO2逸散量核算方法,以及CO2泄漏后应采取的措施等要求,确保注入CO2不会对项目及周边地表水、地下水以及地层造成重大损害。同时,为涉及CO2封存或CO2驱油提高采收率等项目的环境影响评价、后续精准监管和执法提供全过程监管依据。

来源:牛皓,杜琼,许川东,陈绍云,蒋兰兰,吴健超.美国二氧化碳强化采油应用情况及对中国CCUS应用的启示[J].环境影响评价,2023,45(03):50-55+62.


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