微生物固碳制造新物质能源技术研究进展

CO2作为最主要的温室气体,引发了一系列的环境问题。现在认为生物法固定CO2是地球上主要的有效固碳方式。与此同时,能源紧缺成为全球性问题,发展低碳排放的可再生能源和生物质能源,是解决能源紧缺的重要出路。利用微生物吸收固定CO2,将无机物转化为氢、高级不饱和烷烃和油脂等有用的物质能源,凭其众多优势成为实现以上双重目标的一条极具发展潜力的有效途径。本文介绍了国内外通过微生物固碳制造新物质能源技术的最新研究动向。     

煤层气：一举两得

煤层气产业是近20多年来在世界上崛起的新兴能源产业。煤层气是煤炭的共、伴生气体资源,在采煤行业俗称“瓦斯”,在北美油气行业被称作“煤层中的天然气”,并归类为一种非常规气体能源。1996年3月中联煤层气公司的崛起,标志着我国煤层气开发初步进入了产业化发展阶段。从上世纪80年代末到     

下一个“能源之王”——治霾天然气替代传统能源效应明显

<正>过去两次能源转型有两条清晰的轨迹。一是从高碳到低碳:薪柴的分子结构大致上是1个氢10个碳,煤炭是1个氢2个碳,石油是2个氢1个碳,天然气是4个氢1个碳,核能和太阳能、风电、水电几乎无碳。二是从低密度到高密度:同样体积的煤炭热值比薪柴高,石油比煤炭高,核燃料比石油高,天然气同体积热值比石油高。历史证明,能源从高碳到低碳的发展路径不会逆转。那么,谁是下一个"能源之     

《非常规油气地质(第二版)》评析

能源与水、粮食一起构成人类赖以生存的3大要素。人类利用能源经历从木柴向煤炭、煤炭向油气、油气向新能源3次重大转换。随着世界经济社会对能源需求的持续增长、国际油价的高位运行和低碳社会的逐渐到来,从传统油气走向新能源的第3次重大转换将成为必然趋势。但未来相当长时期内,新能源难以担当重任,油气在一次能源中仍将占据主导地位。     

新时代 新能源 新使命——全力推进油气与新能源融合发展

<正>能源是人类生存和发展的重要物质基础,是社会、经济和科技发展的驱动力。在全球能源利用总量持续增长的同时,能源结构也在不断发生变化,并且每一次的能源革命都伴随着生产力的巨大飞跃。迄今,人类的能源利用经历了从薪柴时代到煤炭时代,再到油气时代的演变。进入21世纪以来,随着一系列应对气候变化国际协议的签署,一场新的能源革命正在发生,人类正逐步迈进一个以清洁可再生能源为主体的新能源时代。作为上一个能源时代的领军者,在当今时代背景下,全球油气行业也面临着新能源产业发展这道“必答题”。如何发挥行业优势,以碳达峰、碳中和目标为引领,实现油气与新能源融合发展,成为石油公司当前亟须解决的首要问题。     

勇创“非常”业绩

从广义的角度说,无论石油、天然气还是煤炭,传统能源和常规能源正加速走向枯竭。为子孙后代谋,人类必须从现在开始抓紧寻找非传统、非常规的替代能源,对于能源消费总量快速跃居全球前列的中国而言,此事恐怕更为迫切。     

中国能源结构与油气资源

不是总量问题而是结构问题 中国能源矿产在结构上的严重缺陷,必然导致能源结构的不合理,这是中国能源问题的根本所在。 中国能源从总量上究竟够不够?我看在21世纪,从能源总量上看不成问题。先看煤炭,到目前为止,我国煤炭的保有储量,大数是1万亿吨,其中详查或精查的煤     

迎接大能源化的新世纪

网络经济、信息经济、知识经济,21世纪正在走向一个崭新的新经济时代。随着新经济时代的到来,电力以及可以带来电力的天然气、水力、核能、太阳能、地热能等一次能源将不断发展。 环境问题、人口问题、资源问题,21世纪是人类追求可持续发展的经济时代。随着环境与全球气候变化问题的日趋突出,天然气、电力等低碳或无碳能源将倍受青睐。 落后农业国、新兴工业国、工业国、后工业国,21世纪将是各种发展程度的国家大融合的经济时代;随着世界各种发展程度经济的融合,世界石油、天然气、煤炭、一次电力、新能源等     

重大生物事件与化石能源形成演化——兼论地球系统框架下能源学发展

地质历史中发生1次生命大爆发和5次生物大灭绝重大生物和环境事件,它们控制地球生态系统演化,对富有机质层系形成具有重要影响和控制作用。寒武纪生命大爆发及奥陶纪末、晚泥盆世、二叠纪末、三叠纪末、白垩纪末5次生物大灭绝重大生物事件,对应全球多套富有机质层系,与地球化石能源形成演化和分布具有密切关系。中国能源禀赋"新能源无限、富煤但油气不足",决定未来依靠新能源实现"能源独立自主"和碳中和。从地球系统演化角度出发,探究能源与地球、能源与环境、能源与人类的多元关系,开展能源学综合研究。能源学是指立足地球系统演化,从时间和空间尺度,研究各类能源形成分布、评价选区、开发利用、有序替代、发展前景等内容的科学。能源学的内涵包括3个核心内容:(1)地球系统背景下能源的形成、能源消耗对地球气候环境的反馈,体现地球与能源之间的相互关系;(2)地球环境孕育人类演进、人类行为改造地球环境,体现地球与人类之间的相互关系;(3)人类利用技术开发能源、能源驱动人类社会进步,体现人类与能源之间的相互关系。能源学研究聚焦化石能源形成与开发、新能源发展与有序替代、深地与深空能源探索及利用、能源发展战略与规划等4个方面。能源学的提出对完善学科体系、促进能源发展、明确能源转型发展方向、推动碳中和地质学研究建设宜居地球具有重要意义。图2表2参84     

我国油气资源评价的科学性问题

人类对能源的需求是无止境的，对地下赋存的优质能源一油气资源的探索和享用，仍将是本世纪人类社会的重要问题。政府和石油公司是探索地下油气资源的代表，开展油气资源评价当然是政府和油公司决策层及其参谋机构份内的事。     

论地球能源演化与人类发展及碳中和战略

能源是人类发展的基础与社会进步的动力,“能”具有3种来源:地球外部天体能、地球自身能及地球与其他天体相互作用能。生命起源、能源形成与地球系统密切相关,具有3个尺度的协同演化关系:超长时间尺度上,日-地-月系统演化为地球系统的形成提供了能量来源和地外环境条件;长时间尺度上,地球系统演化为生命的诞生和人类的发展提供了能源资源等物质前提和适宜的圈层环境;短时间尺度上,人类文明发展使人类圈层突破了地球系统向地外文明拓展。伴随这一协同关系的演进,碳循环存在无机碳循环、短期有机碳循环、长期有机碳循环3种过程,人类对化石能源的无节制利用和全球化圈层改造活动打破了碳循环的自然平衡和闭环路径,导致温室气体增加和全球气候变化,影响人类幸福发展。能源转型势在必行,碳中和愿景必将实现,构建“绿色能源命运共同体”是碳中和目标下构建新型能源体系的根本举措。中国加快能源革命,建设能源强国,筑牢筑强化石能源安全供给“压舱石”,筑高筑大新能源绿色可持续发展“增长极”,依靠高水平科技自立自强,构建高质量的“清洁低碳、安全高效、独立自主”的绿色能源体系,实现中国能源生产与消费结构,从以化石能源为主的“一大三小”向以新能源为主的“三小一大”革命性转型。能源发展具有化石能源低碳化、新能源规模化、能源系统智慧化三大趋势,依靠绿色创新,贡献绿色能源,建设绿色家园,共享绿色生活。     

论地球能源演化与人类发展及碳中和战略

能源是人类发展的基础与社会进步的动力,“能”具有3种来源:地球外部天体能、地球自身能及地球与其他天体相互作用能。生命起源、能源形成与地球系统密切相关,具有3个尺度的协同演化关系:超长时间尺度上,日-地-月系统演化为地球系统的形成提供了能量来源和地外环境条件;长时间尺度上,地球系统演化为生命的诞生和人类的发展提供了能源资源等物质前提和适宜的圈层环境;短时间尺度上,人类文明发展使人类圈层突破了地球系统向地外文明拓展。伴随这一协同关系的演进,碳循环存在无机碳循环、短期有机碳循环、长期有机碳循环3种过程,人类对化石能源的无节制利用和全球化圈层改造活动打破了碳循环的自然平衡和闭环路径,导致温室气体增加和全球气候变化,影响人类幸福发展。能源转型势在必行,碳中和愿景必将实现,构建“绿色能源命运共同体”是碳中和目标下构建新型能源体系的根本举措。中国加快能源革命,建设能源强国,筑牢筑强化石能源安全供给“压舱石”,筑高筑大新能源绿色可持续发展“增长极”,依靠高水平科技自立自强,构建高质量的“清洁低碳、安全高效、独立自主”的绿色能源体系,实现中国能源生产与消费结构,从以化石能源为主的“一大三小”向以新能源为主的“三小一大”革命性转型。能源发展具有化石能源低碳化、新能源规模化、能源系统智慧化三大趋势,依靠绿色创新,贡献绿色能源,建设绿色家园,共享绿色生活。     

关于推动中国天然气能源革命的思考

为了面对能源供需格局新变化、国际能源发展新趋势,保障能源安全,国家积极推动能源革命,能源改革政策频出。为了适应国家推动能源革命的迫切要求,建立现代天然气能源产业体系,应对天然气产业发展所遇到的挑战已势在必行。在分析天然气能源革命提出的背景基础上,明晰天然气能源革命内涵,构建其基础结构模式。分析认为,中国的天然气能源革命是一项复杂的巨系统工程,是长期战略任务。进而提出建议:①实施"非常规资源保供"战略工程,建立多元网络供应保障体系;②实施"天然气能源替代"战略工程,打造清洁高效能源消费主角;③实施"天然气技术突破"战略工程,建立国际领先核心技术体系;④实施"天然气市场变革"战略工程,推动能源市场资源优化配置;⑤实施"天然气开放合作"战略工程,持续提升国际话语权影响力。该研究成果对丰富我国能源革命的内涵,助推能源革命发展具有重要的意义。     

页岩油气革命及影响

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析,页岩油气革命包涵科技革命、管理革命和战略革命。科技革命将资源视野从源外单一资源类型扩展到"源岩油气"系统;管理革命实现页岩油气低成本开发;战略革命重塑世界能源新版图。通过系统介绍中国陆相页岩油、海相/陆相页岩气两大领域的工业实践,明确了地下原位加热转化技术是中—低成熟度页岩油资源规模开发利用的现实探索,水平井体积压裂技术是实现中—高成熟度页岩油经济开发的有效途径,指出鄂尔多斯盆地延长组7段中—低成熟度页岩油和四川盆地侏罗系自流井组大安寨段中—高成熟度页岩油具有很大的资源潜力。当前,中国3 500 m以浅海相页岩气开发已有成功经验,海陆过渡相和3 500 m以深海相页岩气勘探取得了重要突破。地下煤气化试验探索煤炭清洁化和可持续利用新模式。页岩油气革命对中国能源发展具有深远影响：页岩油气革命突破传统找油理念,助推"源岩油气"成为新的油气系统;页岩油气革命推动"技术爆发",加快能源类型迭代;页岩油气革命开启"坚持常规、突破非常规、开启新能源"的发展道路,有望实现中国"能源独立"。     

“双碳”愿景对炼化产业的影响及其路径展望

为应对全球气候变化,中国作出“双碳”目标的承诺,要在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。分析了“双碳”目标对炼化行业产生的挑战及影响,既面临着传统炼油厂转型和能源结构重构的挑战,也是催生炼油厂新旧动能加速转换,缩小与他国差距,实现绿色工业化的机遇。概述了实现“双碳”目标的5条路径,即倡导能源高效利用,加强节能减排力度;碳捕集与封存;二氧化碳/甲烷高效利用转化;高度重视森林碳汇和海洋碳汇助力双碳目标的实现;开发新能源替代化石能源。作为碳排放重点行业,炼化行业需要积极探索高效减排路径,多措并举,引领行业绿色安全的发展。     

页岩油气革命及影响

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析，页岩油气革命包涵科技革命、管理革命和战略革命。科技革命将资源视野从源外单一资源类型扩展到"源岩油气"系统；管理革命实现页岩油气低成本开发；战略革命重塑世界能源新版图。通过系统介绍中国陆相页岩油、海相/陆相页岩气两大领域的工业实践，明确了地下原位加热转化技术是中-低成熟度页岩油资源规模开发利用的现实探索，水平井体积压裂技术是实现中-高成熟度页岩油经济开发的有效途径，指出鄂尔多斯盆地延长组7段中-低成熟度页岩油和四川盆地侏罗系自流井组大安寨段中-高成熟度页岩油具有很大的资源潜力。当前，中国3 500 m以浅海相页岩气开发已有成功经验，海陆过渡相和3 500 m以深海相页岩气勘探取得了重要突破。地下煤气化试验探索煤炭清洁化和可持续利用新模式。页岩油气革命对中国能源发展具有深远影响：页岩油气革命突破传统找油理念，助推"源岩油气"成为新的油气系统；页岩油气革命推动"技术爆发"，加快能源类型迭代；页岩油气革命开启"坚持常规、突破非常规、开启新能源"的发展道路，有望实现中国"能源独立"。     

碳中和目标下我国能源发展战略思考

碳中和已成全球共识,能源转型是大势所趋。碳中和目标下,我国能源结构将发生颠覆性变化,由目前化石能源占比80%以上,转变为非化石能源占比超80%以上,能源体系也将发生革命性重塑。文章系统分析了我国能源转型面临的产业结构偏重、能源结构偏煤、能源利用效率偏低、碳中和窗口期偏短、新能源关键矿物供应不足等挑战,提出在碳中和目标下,我国能源发展应坚持“立足国情、安全发展,科学创新、务求实效”的方针。能源转型应遵循自主可控和绿色低碳的理念,通过节能与提效双轮驱动、供给与消费两端发力,分“三步走”：（1）减煤控油增气,大力发展新能源;（2）非化石能源加速替代;（3）清洁低碳、安全高效的现代能源体系全面建成。系统实施节能、去碳、创新、提效、应急、支撑、合作七大战略工程,支撑我国如期实现碳达峰、碳中和的目标。     

氢能开发与利用中的关键问题

通过分析利用化石能源及可再生能源制氢和氢气利用过程的能源效率、三废排放对相关产业的带动作用,强调氢能是一次能源高效利用的有效途径,氢能是最清洁的二次能源,发展氢能将有力推动产业创新与产业转型,氢能开发利用中的安全风险是可以控制的。系统完整的技术支持是氢能开发利用的关键,提出了我国开发利用氢能需要深入研究开发的技术与装备。     

探索低碳之路

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。以全球气候变化规则的制定为标志,世界经济正处在一个新的转折点。从国际动向看,全球温室气体减排正由科学共识转变为实际行动,全球经济向低碳转型的大趋势日渐强劲。发展低碳经济,是一场涉及生产方式、生活方式、价值观念、国家权益和人类命运的全球性革命。在这场全球性革命中,全人类将共同完成一次最重要的历史性转型。低碳经济决定着新一轮国家竞争力。低碳是应对气候变化的根本,是循环经济的体现,是绿色产业的前提,是生态文明的基础,是科技革命的核心,是持续发展的必然。建设生态文明,发展低碳经济,是落实科学发展观的重要内容。作为负责任的发展中国家,中国控制温室气体排放行动目标已经确定,应对气候变化的任务艰巨而光荣。石油石化行业,既是能源生产大户,又是排放和耗能大户。在低碳经济浪潮中,如何搞好节能减排增效、抓住机遇谋取更好更快发展,是石油石化企业必将完成的重要答卷。     

能源革命:从化石能源到新能源

为了预测世界总体能源发展的态势,从分析能源发展历史入手,明确了能源利用方式将在木柴向煤炭、煤炭向油气之后经历油气向新能源的第三次重大转换。尽管全球化石能源供应量总体比较充足,但关键技术突破和生态环境保护需求加快并推动了化石能源向新能源的转换。世界能源消费正在迈入石油、天然气、煤炭和新能源"四分天下"的时代,其在一次能源消费结构中的比例分别为32.6%、23.7%、30.0%和13.7%,中国能源消费也将由煤炭独大,逐步进入煤炭、油气和新能源"三足鼎立"的时代。对全球能源发展的预判结果表明:①石油迈入"稳定期",产量高峰将出现在2040年前后,高峰年产量约45×10~8 t;②天然气步入"鼎盛期",产量高峰将出现在2060年前后,高峰年产量约4.5×10~(12)m~3(40.5×10~8 t油当量),将在未来能源可持续发展中发挥支柱作用;③世界煤炭产量稳中有降,煤炭发展进入高效清洁化"转型期",污染物排放量将大幅降低,其占一次能源消费结构的比重也将有所下降;④新能源开发利用渐入"黄金期",占一次能源消费结构的比重将大幅提升。结论认为:①我国能源生产和消费具有自身特点,能源发展需从国情实际出发,加强煤炭资源清洁高效利用是解决我国能源环境问题的关键;②我国石油产量需达2×10~8 t,以保障国家能源安全;③加快致密气和页岩气等非常规资源开发步伐,力争实现2030年我国天然气产量超3 000×10~8 m~3的目标;④加强新能源资源的开发利用,2030年我国有可能实现非化石能源占一次能源消费结构比重20%的目标。