吳旭泉,曾軍,哈斯葉提·葉斯博拉提
中國石油天然氣股份有限公司新疆油田公司勘探開發(fā)研究院
低碳經(jīng)濟是在可持續(xù)發(fā)展理念下,通過制度建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等手段,盡可能降低資源消耗,降低溫室氣體排放,保證經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)[1]。作為一種以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式[2],低碳經(jīng)濟或?qū)⒊蔀槲磥硇碌慕?jīng)濟增長點。在低碳經(jīng)濟下,低碳約束已成為一種新常態(tài),中國各級政府出臺了嚴(yán)苛的碳排放雙控政策,深刻影響著傳統(tǒng)油氣業(yè)務(wù)的發(fā)展。
與此同時,新能源業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,擠壓了傳統(tǒng)油氣行業(yè)的發(fā)展空間。為有效應(yīng)對新的發(fā)展形勢,在分析國家政策、行業(yè)趨勢部署,以及研究國外石油公司轉(zhuǎn)型路徑的基礎(chǔ)上,以新疆油田為例,根據(jù)其資源稟賦和經(jīng)營狀況,提出了“三步走”的提質(zhì)轉(zhuǎn)型路徑。
為有效應(yīng)對全球氣候變化,2015 年12 月12 日,聯(lián)合國在巴黎氣候變化大會上通過《巴黎協(xié)定》,目前已有近200 個締約方通過《巴黎協(xié)定》實施細則[3]。2016 年9 月3 日,中國加入《巴黎協(xié)定》,2020 年9 月22 日,國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出“雙碳”目標(biāo)。
黨的十九屆五中全會提出中國2035 年“碳排放達峰后穩(wěn)中有降”,對中國“十四五”和今后更長一段時期應(yīng)對氣候變化,實現(xiàn)綠色、低碳和循環(huán)發(fā)展做出了一系列戰(zhàn)略部署,提出了一系列工作要求。中國石油天然氣集團有限公司(簡稱中國石油)也制定了“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走戰(zhàn)略部署。
各級政府紛紛出臺系列具體措施,國家修訂并執(zhí)行最嚴(yán)格的環(huán)境保護法,開始強制性節(jié)能減排;國家發(fā)展和改革委員會2021 年9 月11 日印發(fā)發(fā)改環(huán)資〔2021〕1310 號《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》,明確了新時期做好能耗雙控工作的總體要求、主要目標(biāo)、工作任務(wù)和保障措施;2021 年12 月的中央經(jīng)濟工作會議、黨的二十大報告和2023年全國生態(tài)環(huán)境保護工作會議又進一步提出要推動能耗雙控逐步向碳排放總量和強度“雙控”制度轉(zhuǎn)變;各級政府加強對企業(yè)建設(shè)項目節(jié)能專項的審查;中國石油也將節(jié)能降碳指標(biāo)納入考核體系。這些管控措施表明,低碳約束已成為一種新常態(tài)。
目前,全球能源產(chǎn)業(yè)正面臨全方位、顛覆性的深刻變革,能源安全、氣候變化和技術(shù)革命推動全球能源清潔轉(zhuǎn)型[4],能源行業(yè)電動革命、市場革命、數(shù)字革命、綠色革命方興未艾。同時,非常規(guī)資源成為主要勘探開發(fā)對象,油氣田企業(yè)盈利能力下降,為尋求自身生存與可持續(xù)發(fā)展,各大石油公司紛紛探索提質(zhì)轉(zhuǎn)型之路。國際石油公司轉(zhuǎn)型模式主要有3 種[5]:
一是向新型綜合性能源公司轉(zhuǎn)變,代表性的公司有bp、殼牌、道達爾能源、意大利埃尼集團等。他們認(rèn)為總體上石油的供應(yīng)能力大于消費能力,長期的低油價、趨高的勘探開發(fā)成本,將使油氣公司盈利更為困難,而可再生能源時代將提前到來。
二是堅持以油氣業(yè)務(wù)為主體,適度涉及新能源,代表性的公司有埃克森美孚公司和雪佛龍股份有限公司。他們認(rèn)為從近中期看,油氣仍有豐厚的資源基礎(chǔ)和現(xiàn)實的盈利能力,而仍處于發(fā)展初級階段的新能源,需要一個與傳統(tǒng)能源及其他新能源在價格和穩(wěn)定安全供應(yīng)方面競爭的過程,待逐步成熟后,才能在經(jīng)濟性方面具備大量替代化石能源的條件。
三是處于猶豫觀望中,如美國康菲國際石油有限公司等。由于目前油氣和能源行業(yè)的未來在許多方面具有巨大的不確定性,各公司所掌握的新能源技術(shù)和綜合成本有較大差異,因此,這些公司對能源轉(zhuǎn)型持有不同態(tài)度。
綜合以上形勢分析可以得出兩個判斷:一是近中期油氣勘探開發(fā)依然是核心業(yè)務(wù),二是減碳降耗已成共識。油氣田企業(yè)的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是實現(xiàn)勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的規(guī)模效益發(fā)展,同時,加快新能源業(yè)務(wù)布局,向綜合性能源公司轉(zhuǎn)型。
3.1.1 保障國家能源安全是油氣田必須承擔(dān)的政治責(zé)任
黨中央、國務(wù)院高度關(guān)注油氣行業(yè)發(fā)展,習(xí)近平總書記先后作出“關(guān)于今后若干年要加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度,保障中國能源安全”“關(guān)于加強天然氣產(chǎn)供儲銷體系建設(shè)”等重要批示,給予油氣行業(yè)重大政治囑托和殷切期望。未來一段時期內(nèi),油氣資源的主體地位依然不會改變,油氣行業(yè)依然有發(fā)展?jié)摿?。預(yù)計中國石油需求將于2025—2030 年達峰(約7.2×108t)[6],天然氣需求持續(xù)增加。
而中國油氣對外依存度居高不下,尤其是俄烏沖突爆發(fā)以來,原油價格快速上漲、天然氣供應(yīng)不足、電力供應(yīng)緊張,習(xí)近平總書記要求將能源的飯碗端在自己手中,更加明確了油氣行業(yè)保障國家能源供應(yīng)的重大責(zé)任。因此,增儲上產(chǎn)依然是油氣田企業(yè)的首要選擇。
3.1.2 油氣田企業(yè)急需優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu),增強盈利能力
一是非常規(guī)資源開發(fā)成本高。由于勘探開發(fā)對象日趨復(fù)雜,油氣田企業(yè)普遍面臨著非常規(guī)產(chǎn)能占比逐年增大的現(xiàn)實問題。新疆油田2020 年非常規(guī)產(chǎn)能占比達67.6%,受水平段變長、壓裂規(guī)模增大、部分技術(shù)工藝不成熟以及工程技術(shù)服務(wù)市場化程度不高等因素影響,單井投資控降難度大。在采取嚴(yán)格的控降措施后,2020 年平均單井投資降到3 500×104元左右,但仍遠高于常規(guī)單井投資水平,導(dǎo)致折舊折耗高,成本管控難度隨之上升。
二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、增產(chǎn)不增效。傳統(tǒng)的油氣田多以產(chǎn)油為主,新疆油田2020 年原油產(chǎn)量1 320×104t,天然氣產(chǎn)量30×108m3,折算油氣當(dāng)量后,原油占比超過85%,同時,原油產(chǎn)量中稠油占比28.9%。由于稠油黏度大,開發(fā)過程中需注入大量蒸汽,開發(fā)成本遠高于常規(guī)稀油,對油田整體效益造成負向拉動。
油氣田企業(yè)多為能耗大戶,新疆油田屬于新疆維吾爾自治區(qū)7 個重點用能“百家”企業(yè)之一。其在生產(chǎn)過程中主要用能為熱和電,實物消耗為天然氣、電力和外購熱力。按照“十四五”勘探開發(fā)規(guī)劃指標(biāo)測算,預(yù)計能耗指標(biāo)將在2020 年基礎(chǔ)上持續(xù)攀升。在國家碳排放雙控政策下,將有一批項目難以獲得地方節(jié)能審查批復(fù),嚴(yán)重影響企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
與此同時,油氣田企業(yè)多位于自然環(huán)境較為惡劣的地區(qū),但新能源資源豐富。新疆油田所處的準(zhǔn)噶爾盆地,主體為沙漠戈壁所覆蓋,屬典型大陸性沙漠氣候,全年干燥少雨,光照時間長。非常規(guī)資源有地?zé)?、風(fēng)能和太陽能。據(jù)盆地地?zé)豳Y源評價,準(zhǔn)噶爾盆地為冷盆[7],地?zé)豳Y源潛力小,不具備商業(yè)開發(fā)價值;太陽能、風(fēng)能資源相對豐富。盆地所轄區(qū)域風(fēng)區(qū)包括:準(zhǔn)噶爾盆地風(fēng)區(qū)、塔城老風(fēng)口風(fēng)區(qū)、阿拉山口風(fēng)區(qū)、額爾齊斯河河谷風(fēng)區(qū)等,均屬于新疆“九大風(fēng)區(qū)”[8],為中國風(fēng)力資源的一類地區(qū),全年平均有效風(fēng)能密度大于200 W/m2,3 ~ 20 m/s風(fēng)速的年累計小時數(shù)大于5 000 h;新疆北部為太陽能資源亞豐富帶[9],日照百分率為60% ~ 80%,全年平均日照時數(shù)達2 500 ~ 3 550 h,年太陽總輻射量5 000 ~ 5 400 MJ/m2。
新疆油田現(xiàn)有自備燃氣電廠1 座,110 kV 變電站20 座、線路39 條,35 kV 變電站61 座、線路108 條,10(6)kV 線路808 條,電網(wǎng)完善,具有發(fā)展新能源的有利條件。
要落實以上戰(zhàn)略,可分三步走:近期(2021—2025 年)重在提質(zhì)降耗,通過調(diào)整業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、深入推行地質(zhì)工程一體化,加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展進程,提升盈利能力、降低能耗水平;中期(2022—2035 年)開始局部轉(zhuǎn)型,立足盆地資源和勘探開發(fā)業(yè)務(wù)需要,發(fā)展新能源業(yè)務(wù),進一步減碳降耗、降本增效;中遠期(2025—2050 年)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)延伸,延長生命周期,最終建成綜合性能源公司。
4.1.1 油氣并舉,提升天然氣產(chǎn)量占比
從全球能源發(fā)展趨勢看,油氣在近一段時期內(nèi)仍處于相對主體地位,天然氣的戰(zhàn)略地位將進一步提升,國內(nèi)各大石油公司都將天然氣業(yè)務(wù)作為未來主力增長點[10]。同時,長期低油價趨勢成為共識,提升天然氣在產(chǎn)品中的比重,成為油氣田提升效益的主要途徑。新疆油田在“十四五”規(guī)劃中提出加快發(fā)展天然氣業(yè)務(wù)。到2025 年,天然氣產(chǎn)量力爭達到50×108m3以上,當(dāng)量占比由2020 年的15%升至21%。由于油氣產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,天然氣增產(chǎn)可降低油氣當(dāng)量單耗17.3%。
4.1.2 增稀減稠,降低稠油產(chǎn)量占比
由于稠油生產(chǎn)具有高成本、高能耗的特征,降低稠油產(chǎn)量占比將是降耗提效的有效途徑之一。新疆油田規(guī)劃通過關(guān)停部分無效產(chǎn)量,新建產(chǎn)能主要針對開發(fā)成本較低的SAGD(蒸汽輔助重力泄油技術(shù))和VHSD(直井+ 水平井組合井網(wǎng)驅(qū)泄復(fù)合)開發(fā)區(qū)塊,2025 年將稠油產(chǎn)量從2020 年的439×104t 降至356×104t,并穩(wěn)產(chǎn)20 年,稠油占比從25%降至22%,實現(xiàn)開發(fā)效益的提升;同時,5 年可減少蒸汽507×104t,降低能耗44×104tce,可降低原油生產(chǎn)單耗8.9%。
4.1.3 加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展
利用數(shù)字化、智能化技術(shù)解決或輔助解決成本、質(zhì)量、效率、效益、健康、安全與環(huán)保等問題,已成為石油行業(yè)普遍共識。智能化發(fā)展是油氣工業(yè)發(fā)展的大趨勢,油氣企業(yè)智能化發(fā)展是實現(xiàn)企業(yè)提質(zhì)、降本、增效這一本質(zhì)目標(biāo)的有效途徑[11]。
面對迅速發(fā)展的數(shù)字化、智能化技術(shù)浪潮,新疆油田數(shù)字化建設(shè)存在物聯(lián)網(wǎng)覆蓋率偏低,大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)對業(yè)務(wù)支撐的深度廣度不足,信息技術(shù)服務(wù)能力對業(yè)務(wù)的敏捷響應(yīng)不足等問題。規(guī)劃通過加強頂層設(shè)計,構(gòu)建四類應(yīng)用(決策支持類應(yīng)用、綜合研究類應(yīng)用、生產(chǎn)運行類應(yīng)用、監(jiān)督管控類應(yīng)用)、一個數(shù)據(jù)治理體系(勘探開發(fā)數(shù)據(jù)治理、工程技術(shù)數(shù)據(jù)治理、公共數(shù)據(jù)建設(shè)、油田領(lǐng)域知識圖譜建設(shè))、一個IT 支撐體系(IT 基礎(chǔ)支撐、IT 平臺支撐、智能油田體系支撐),到2025 年基本建成全面感知、自動操控、智能預(yù)測、決策優(yōu)化的智能油田,逐步實現(xiàn)生產(chǎn)過程智能分析,綜合研究智能協(xié)同,經(jīng)營管理智能高效。
4.1.4 加快清潔替代,實現(xiàn)減碳降耗
新疆油田在原油新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)的同時,同步建設(shè)光熱、熱泵和分布式光伏發(fā)電項目,提高清潔能源利用率;在老區(qū),尤其是稠油老區(qū),開展生物質(zhì)摻燒、電加熱試驗研究和推廣應(yīng)用。到2025 年,天然氣供熱占比將從2022 年的89%降低至78%,電熱供熱占比從0.6%上升至9%,新能源業(yè)務(wù)占比達到7%。
4.2.1 統(tǒng)籌上下游,一體化推進新能源建設(shè)
新疆油田作為中國石油駐疆企業(yè)組長單位,統(tǒng)籌謀劃上中下游一體化“碳達峰”行動,借助中國石油上下游一體化優(yōu)勢,積極對接克拉瑪依石化、獨山子石化及周邊地方工業(yè)園區(qū),開展綠電、綠氫供應(yīng)等合作,共同促進綠色低碳轉(zhuǎn)型。在滿足疆內(nèi)負荷需求的基礎(chǔ)上,逐步拓展外部市場。
4.2.2 利用自有電廠、電網(wǎng),開展新能源發(fā)供電業(yè)務(wù)
各個采油廠數(shù)以百計的井站或獨立的井場空地作為作業(yè)備用地,利用效率極低,又臨近電力需求側(cè),可充分利用其資源開展光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電[12]。可統(tǒng)籌考慮發(fā)、供電業(yè)務(wù),利用“源、網(wǎng)、荷、儲”一體化優(yōu)勢,開展光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及電網(wǎng)調(diào)峰,形成氣風(fēng)光發(fā)電一體化供能,強化油氣田電力供應(yīng)保障,實現(xiàn)減碳降耗和降成本。
4.2.3 聚焦能耗大戶,持續(xù)攻關(guān)推廣清潔替代技術(shù)
新疆油田稠油注汽系統(tǒng)是生產(chǎn)中最大的耗能系統(tǒng),攻關(guān)低成本多能互補綜合清潔供能技術(shù),通過余熱回收+聚光光熱+光伏電加熱,輔以燃氣鍋爐升溫,可實現(xiàn)多能互補聯(lián)合產(chǎn)蒸汽,有效降低天然氣消耗和二氧化碳排放。“十四五”期間可選擇具備條件的稠油區(qū)塊開展小規(guī)模試驗,成功后再擴大規(guī)模推廣應(yīng)用。
4.2.4 推廣CCUS 技術(shù),實現(xiàn)老油田穩(wěn)產(chǎn)接替和碳埋存
目前CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)成熟,可靠性高,受到世界各國的高度重視,紛紛加以推廣[13],尤其是開發(fā)歷史較長的大型油氣田多已將該項技術(shù)用于提高老區(qū)采收率。
新疆油田通過持續(xù)研究和現(xiàn)場試驗,已摸排清楚適宜CCUS 開發(fā)的地質(zhì)儲量分布、建產(chǎn)能力和碳埋存潛力,且單個區(qū)塊的先導(dǎo)試驗已取得初步效果。下一步,將選取代表性油藏開展擴大的先導(dǎo)試驗,并抓住國家推進“煤炭與煤電聯(lián)營、煤電與可再生能源聯(lián)營”契機,加快申報2×66 萬千瓦超超臨界煤電聯(lián)營一體化項目,配套建設(shè)400×104kW 新能源項目和200×104t/a 煤電機組煙氣二氧化碳捕集,用于油田CCUS 驅(qū)油,實現(xiàn)電廠減碳和石油增產(chǎn)雙贏。
到2035 年,新疆油田新能源業(yè)務(wù)占比擬達到33%,實現(xiàn)戰(zhàn)略接替,形成石油、天然氣、新能源三分天下的格局。
4.3.1 開拓海外市場,加快發(fā)展接替業(yè)務(wù)
海外市場作為新的經(jīng)濟增長點,已得到各大油氣公司的重視。經(jīng)過多年耕耘,中國石油也已形成國內(nèi)國外油氣產(chǎn)量各占半壁江山的格局。
新疆油田已形成以中亞為中心,輻射中東、北美等區(qū)域的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)支持一體化的海外項目服務(wù)體系。但還存在業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)不均衡,以利潤較低的技術(shù)服務(wù)、勞務(wù)輸出為主等問題。按照“做大做強亞洲市場,發(fā)展壯大中東市場,培育發(fā)展美洲、非洲市場”的大海外戰(zhàn)略布局,以地質(zhì)研究和技術(shù)服務(wù)為龍頭,拉動工程技術(shù)設(shè)計、工程承包和物質(zhì)裝備出口業(yè)務(wù)的配套發(fā)展[14],逐步拓展咨詢服務(wù)、技能培訓(xùn)等業(yè)務(wù),使海外市場份額和收益實現(xiàn)較快增長。
4.3.2 持之以恒尋找伴生礦,力爭實現(xiàn)規(guī)??碧介_發(fā)
新疆油氣田礦權(quán)范圍內(nèi)伴生有國家戰(zhàn)略資源——鈾礦。如準(zhǔn)噶爾盆地,發(fā)育西北緣、東部、南緣三大成礦帶,砂巖型鈾礦總體成礦潛力好,具備形成大型砂巖鈾礦的基礎(chǔ)條件[15]。新疆油田計劃在已圈定靶區(qū)內(nèi),持續(xù)部署勘查井,控制礦體形態(tài),力爭落實一定規(guī)模的鈾資源;在勘查重點遠景區(qū)持續(xù)探索成礦規(guī)律,查明鈾礦體。落實一定規(guī)模后,可與相關(guān)專業(yè)機構(gòu)合作開發(fā),打造新的經(jīng)濟增長點。
4.3.3 攻關(guān)煤層地下氣化技術(shù),將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為效益優(yōu)勢
中國煤炭資源豐富,準(zhǔn)噶爾盆地煤炭探明資源量4 787.2×108t,但開發(fā)利用程度低,適宜利用生物、化學(xué)技術(shù)開展煤炭地下氣化,按動用率30%計算,準(zhǔn)噶爾盆地煤炭資源可產(chǎn)等熱值煤層氣(CH4)19.8×1012~ 79.4×1012m3,發(fā)展空間廣闊[16]。
油氣田企業(yè)可優(yōu)選試驗區(qū),結(jié)合煤炭資源賦存地質(zhì)條件,建立適用的地下氣化選區(qū)評價技術(shù);系統(tǒng)開展不同類型煤炭資源的氣化技術(shù)適應(yīng)性研究,針對不同深度、不同條件的煤炭資源,開發(fā)適用的氣化爐建造技術(shù);優(yōu)選合適的氣化工藝控制氣化產(chǎn)物中經(jīng)濟性物質(zhì)的比例,形成針對性的氣化產(chǎn)物控制技術(shù)。一旦技術(shù)成熟配套,將迅速形成規(guī)模效益。
到2050 年,新疆油田新能源及延伸業(yè)務(wù)占比將達到51%,轉(zhuǎn)型成為綜合性能源公司。
世界經(jīng)濟形勢和油氣行業(yè)正在發(fā)生深刻變革,國外大型油氣公司的轉(zhuǎn)型也為中國油氣田企業(yè)提供了諸多啟示。對于未來的提質(zhì)轉(zhuǎn)型發(fā)展,要立足于保障國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展,分階段、分步驟穩(wěn)步推進。同時,還要積極爭取頁巖油補貼政策、新能源消納指標(biāo)等,為企業(yè)行穩(wěn)致遠創(chuàng)造有利條件。