在近日召開的2023中國油氣人工智能科技大會上，中國工程院院士李陽針對碳捕集、利用和封存(CCUS)技術和產業(yè)發(fā)展，提出了五個情景協同發(fā)展的路徑及模式，并指出CCUS產業(yè)作為新型能源體系的一個組成部分，其發(fā)展必然要與數字化進行深度融合。

李陽院士表示，CCUS技術是一項應對氣候變化的關鍵性技術，其內涵和應用范圍正在不斷拓展。數據顯示，截止到2022年9月，全球共有196個大型CCUS項目，年捕集埋存能力達到2.44億噸，比2021年增長44%。目前，我國多項CCUS技術具備示范條件，一些技術具備了商業(yè)化條件。在國內，中國石化建成我國規(guī)模最大的CCUS全流程項目——“齊魯石化—勝利油田百萬噸級CCUS項目”，現穩(wěn)定運行中。但要認識到，我國CCUS產業(yè)發(fā)展仍處在早期階段。

李陽院士指出，我國CCUS產業(yè)面臨多個挑戰(zhàn)。首先是CCUS成本高、能耗高、轉化效率低、效益差。其次是化工轉化利用技術、生物利用技術等關鍵技術有待突破。再次是CCUS產業(yè)發(fā)展生態(tài)仍需完善。石化行業(yè)需加強技術鏈創(chuàng)新，開發(fā)低能耗、低成本、轉化效率高的技術，構建低碳/零碳產業(yè)鏈，同時大力培養(yǎng)創(chuàng)新人才，完善相關政策法規(guī)。

為此，李陽院士提出“多情景協同發(fā)展的路徑及模式”。一是CCUS產業(yè)應支撐能源結構的調整、支撐國家經濟的發(fā)展、支撐減碳目標的實現。二是不同地區(qū)資源稟賦差異大，要針對不同地區(qū)，優(yōu)化能源結構和產業(yè)結構，以實現成本最小化的減排路徑。三是CCUS產業(yè)與化工、煤電等傳統(tǒng)產業(yè)融合，構建低碳/零碳產業(yè)鏈。四是CCUS技術與氫能、太陽能、生物質能等新能源協同耦合發(fā)展，將會催生新業(yè)態(tài)、新模式、新場景，為能源轉型和碳中和目標實現提供全新的解決方案。五是降碳、減污、擴綠、增長協同推進，通過改變傳統(tǒng)能源結構、產業(yè)結構、經濟發(fā)展模式和生產生活方式，推進生態(tài)文明建設。

“為實現以上五個協同，我們兩年前就開始研究數字化CCUS平臺的建設問題。”李陽院士介紹，“平臺建設過程中，我們強化場景牽引作用，統(tǒng)籌數據資源，加強以模型為核心的AI建設，推動基礎研究和技術創(chuàng)新，推動CCUS產業(yè)發(fā)展。”

“按照‘頂層設計、分步實施、邊建邊用’的策略，我們開展CCUS全過程業(yè)務分析，優(yōu)先構建一體化管控平臺數據庫、搭建平臺整體架構，實現管道、驅油封存油藏工程、注氣站庫管控、采油工程地面工程、安全環(huán)保等相關業(yè)務功能，支撐CCUS研發(fā)及優(yōu)化運行管理。”李陽院士說。

據介紹，該平臺包括碳捕集管理系統(tǒng)、驅油封存評價系統(tǒng)、檢測及核查系統(tǒng)、綠色技術評價及碳管理系統(tǒng)四大基礎模塊。捕集技術研發(fā)模塊方面，研發(fā)團隊已建成流程化、模塊化、柔性化碳捕集中試測試平臺，可對多種溶劑性能指標、工藝流程進行評價，對關鍵設備進行驗證；長輸管道數字孿生建設方面，建成長輸管道數字孿生系統(tǒng)，實現對長輸管道的三維動態(tài)仿真模擬，實現實時監(jiān)測、設備管理、安全管理、能耗管理、本體及環(huán)境監(jiān)測、巡檢及維保管理、智能預測的功能；巡檢及維保管理方面，將已有的管道巡檢系統(tǒng)接入數字化平臺，在巡檢系統(tǒng)和數字孿生系統(tǒng)間建立映射關系，進行可視化巡檢。

李陽院士強調，CCUS作為一項工業(yè)化技術，具有負碳屬性，其發(fā)展具有全周期、多維度、智能化的特征。目前數字化CCUS平臺建設仍處于初期階段，特別是在技術研發(fā)和產業(yè)發(fā)展的優(yōu)化決策方面，須增大樣本數，以提高決策結論的收斂性，同時建立綠色技術評價體系，實現碳管理和價值化。（中國化工報 耿明月）