二氧化碳长输管道经济性分析

1 概况中国能源政策将发生重大的转变，最有可能的短期变革是转向使用天然气、加强碳排放监管以及将一些发电和工业活动迁出大城市。2014 年 11 月 12 日，中美发布应对气候变化联合声明，两国将携手降低温室气体排放。国家发展改革委印发的《国家应对气候变化规划（2014-2020年）》，明确指出将继续深化碳排放权交易试点，在 2016年启动全国碳市场，碳排放权将变成有价、稀缺、具有产品属性的商品。 减少工业过程的碳排放，不仅要对二氧化碳源头进行碳捕集，更重要的是实现碳封存，这才是真正意义的碳减排。

因此，二氧化碳管道输送，连接碳源与碳汇的纽带，在碳源与碳汇的合理匹配显得尤为重要。本文将从技术研发和工程实例两个方面介绍中石化近几年在二氧化碳管道输送技术方面取得的主要成果，为行业内开展相似的研究工作提供参考和借鉴，为推动碳捕集与封存技术的工业化发展作出一定的贡献。 本文对二氧化碳不同输送方式的投资和成本进行分析，研究不同输量和不同输送距离对投资和成本的影响，旨在为二氧化碳长输管道设计研究工作提供一定参考。

2 国内外二氧化碳管道输送现状二氧化碳管道建设起始于上世纪 70 年代，用于美国西德克萨斯二叠纪盆地和东墨西哥新油田的二氧化碳驱油。

多数二氧化碳管道系统用于二氧化碳驱油，少数用于其他工业，如饮料工业。目前世界上二氧化碳长输管道主要分布在美国、加拿大、挪威等国家，其中美国约有 50 条二氧化碳管道，长度约 7000km，输送量为 6800 万吨 / 年[1] ，大部分二氧化碳来自大自然，少量来自工厂。

3 二氧化碳管道输送经济性分析对于大规模、长距离的定向运输适用于管道输送。根据介质的状态不同，除固态以外，管道输送可以分为气相输送、液相输送和超临界流体输送三种。本文对这三种输送方式进行经济比选。

3.1 输量的影响3.1.1 投资分析按照管输距离 100km，对不同相态、不同输量输送方式进行投资分析，投资包括捕集、增压、液化和管道投资。 总投资如图 1 所示。

50 100 150 200 总投资/亿元输量（万吨/年）

气相液相超临界图 1 不同输量、相态的总投资从图 1 可以看出，随着输量增加，不同输送方式总投资逐渐增加，这主要是因为输量增加，管径增大，增压和管道等投资增大，所以总投资不断增加。此外，从图中可以看出，相同输量时，气相输送和液相输送投资差距不大，超临界投资最低。

3.1.2 成本分析对不同相态和不同输量进行经济评价，总成本如图 2所示。

50 100 150 200 2501.81.92.02.12.22.32.42.52.62.72.8元/（吨·公里） 输量（万吨/年）

气相液相超临界图 2 不同输量、相态的输送总成本从图中可以看出，随着输量增大，成本逐渐减低。相同输量时，气相输送总成本最大，液相适中，超临界输送总成本最低。

3.2 输送长度的影响投资分析。对不同相态、不同管径和不同输量输送方式进行投资分析，投资包括捕集、增压、液化和管道投资。

总投资如图 3 所示。

0 50 100 150 200 250 300 350 400 总投资/亿元距离/km气相液相超临界图 3 不同输量、相态的总投资从图 3 可以看出，随着输量增加，不同输送方式总投资逐渐增加，这主要是因为输送长度增加，管径增大，增压和管道等投资增大，所以总投资不断增加。此外，从图中可以看出，相同输量时，气相输送和液相输送投资差距不大，超临界投资最低，输量增大时，超临界输送优势更为明显。