专访编委芮振华：联合国教科文组织“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席将贡献中国智慧
2023年4月14日，二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）国际会议暨《Engineering》前沿论坛在北京隆重开幕。在会议期间，中国石油大学（北京）联合国教科文组织“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席揭牌仪式也在热烈氛围中完成。我们有幸邀请到了“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席主持人、中国石油大学（北京）石油工程学院教授、博士生导师、《Engineering》能源与矿业工程学科编委芮振华教授接受我们的采访。在这次访谈中，芮振华教授以丰富的学术经验和前瞻性的思维，深入阐述了他对CCUS技术的研究和探索、全球气候变化和碳排放问题的看法，以及对中国石油大学（北京）成立联合国教科文组织“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席的感受。
Q
A
小编
Engineering
编辑部
芮振华
中国石油大学（北京）
教授
小编
芮振华教授，首先请介绍一下您的研究方向和主要成果？
我的研究方向主要包括CO2高效地质利用与封存、油气资源可持续勘探–开发–工程一体化智能评价与决策。相关成果已在《Engineering》发表。（详见文末补充材料）
芮振华
小编
您如何看待当前全球气候变化和碳排放问题？
气候变化是人类进入21世纪以来面临的严峻挑战，其导致的海洋酸化、海平面上升、冰川退缩等问题严重破坏海洋生态系统，同时还导致高温热浪、极端强降水等一系列自然灾害，如果现在不采取紧急行动，未来适应这些气候变化会变得更加困难，成本也会更加高昂。因此，我们必须从现在起积极应对气候变化，这已成为全球共识。
芮振华
小编
您认为应该采取哪些措施来应对这些问题？
气候变化是一个全球性的问题，需要全球范围内采取积极的措施来应对。我认为通过绿色低碳技术降低温室气体排放量是减缓气候变化的关键所在。CCUS技术是目前最具潜力的碳减排技术之一。CCUS技术将从化工厂、钢铁厂、水泥厂等排放源捕集的CO2注入油气藏，既能够将其永久封存到地下，也可以同时达到减排和提高油气采收率的目的，是目前唯一能够盈利的CO2大规模资源化利用与封存方式。与其他碳减排技术相比，CCUS技术优势主要体现在以下方面：CCUS有希望实现碳的净零排放；CCUS为煤的清洁化利用提供了机遇，在燃煤发电、煤化工等领域的碳减排中扮演重要角色；CCUS能够弥补能效技术和可再生能源碳减排潜力的不足，为它们的发展赢得充分的时间；捕集的CO2能广泛应用于其他行业，如石油开采、化工等，带动石油工程、化学工程、地质工程、储运工程等学科发展，促进交叉融合创新，催生新的技术突破。由此可以看出，CCUS技术能够促进经济发展与环境保护的平衡，是应对气候变化、推动可持续发展的长期战略。
芮振华
联合国教科文组织“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席揭牌仪式
小编
首先，祝贺中国石油大学（北京）成立联合国教科文组织“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席，对此您有什么感想？
为应对日益严峻的气候变化挑战，包括中国在内的一百三十多个国家陆续提出碳中和目标。然而，各个国家和地区应对气候变化的能力水平极不平衡。要实现碳中和就需要跨学科、跨领域、跨国界的高水平国际合作。针对这一严峻的全球气候变化背景，我校申请成立了“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席，这是我国乃至世界首个与碳中和目标直接相关的教席，我深感使命光荣、职责重大。在教育部和联合国教科文组织的指导和帮助下，以及学校的大力支持下，我们定将聚焦碳中和与绿色转型，开展好教席工作：充分发挥教席在技术创新方面的推动作用，加快碳中和关键核心技术攻关，助力我国在这场低碳发展的科技竞赛中找到“杀手锏”；发挥教席对全球科技创新的协同作用，通过推进技术交流和广泛深入的国际合作，在实现碳中和与能源绿色转型进程中发出中国声音、贡献中国智慧、提供中国方案，也为构建相互尊重、公平正义、合作共赢的新型国际关系注入新的动力。
芮振华
小编
如何借助这个平台推动碳中和绿色转型的发展？
教席将建立高水平的绿色低碳转型国际合作和共享网络平台，通过数字化、智能化实现绿色低碳科技与知识的全球共享，促进开放科学的发展，并且优先向女性和青年开放；积极促进南北合作和南南合作，加速能源绿色转型知识和技术向欠发达地区流动，提高发展中国家应对气候变化的能力，缩小区域性差距；开展气候变化与绿色转型的科普工作，提高民众应对气候变化的意识，培养负责任的世界公民和终身学习者，为实现可持续发展目标和构建人类命运共同体做出新贡献，提升联合国教科文组织在全球气候行动和绿色低碳转型中的影响力。
芮振华
小编
在CO2提高采收率与封存、油气资源勘探–开发–工程一体化、工程管理等方面的研究中，您遇到过哪些挑战？您是如何克服这些挑战的？
目前，油气行业传统的CO2驱油技术主要考虑油气采收率单一目标。“双碳”愿景下，需从注重采收率单一目标转变到统筹兼顾CO2高效驱油和长期安全封存的双重目标，然而在何种条件下实现二者的有机协同和效益最大化目前仍不明确，如何强化提高采收率与封存协同尚缺乏科学依据。
芮振华
近年来，团队紧密围绕“油藏原位条件CO2多相传质与相变机理”和“CO2提高采收率与封存动态协同机制”两大关键科学问题，通过物理模拟、理论研究与现场应用相结合，研制了可表征多孔介质原位条件下流体传质与相变特征的物理模拟平台，建立了CO2–油–水–盐–岩多相相界面动态传质机理模型，创新了微纳尺度流体赋存与相平衡表征方法，拓展了油藏原位条件下流体热力学相变理论，建立了考虑流体原位相变机制的油藏地质体注CO2提高采收率与地质封存动态协同方法，相比单纯CO2驱油技术，采收率进一步提高4.6%–7.8%，碳封存率提高24.2%–26.1%。
芮振华
随着我国原油依存度高达73.5%以及能源需求不断增加，油气资源勘探-开发-工程一体化的重要性更加凸显。为了确保国家能源战略的有效实施，以及满足整个油气行业对综合效益改善和成本优化等迫切需求，我国对油气勘探-开发-工程一体化的需求日益增强。该一体化模式通过动态结合地质、油藏、钻完井、生产设施、油气运输、环境、安全、经济、全方位项目管理及设计施工等多学科领域，旨在实现提高产能和综合效益的目标。但迄今为止，该技术在我国的发展及应用规模仍然十分有限，迫切需要在各类复杂油气藏扩大创新性应用，促进技术获得实质性成果。
芮振华
我和我的团队参与了全球多个深层油气项目评价，具备深厚的理论基础和实践经验。利用高级数据分析方法，建立了基于数据驱动的油气勘探–开发–工程一体化智能决策理论方法与体系，成功攻破了一体化评价中的不确定性难题，创新性地实现由定性评价到定量评价再到一体化定量评价的双提升，并在一体化评价体系中首次引入资源可持续发展的概念，以应对未来地下资源开发利用的发展趋势。其研究成果广泛应用于54个国际石油公司的331个油气开发项目，可有效降低项目成本5%–10%；此外，体系中的油气资源可持续开发利用指标系统也被油气评价行业协会采用并推广。
芮振华
小编
在五四青年节这个特别的日子里，您是否有一些鼓励或建议的话语，想要送给年轻的科学家和工程师们呢？
随着碳达峰、碳中和目标的提出，业界对“双碳”人才的需求量呈井喷式增长。“双碳”目标的实现涉及经济产业转型、资源能源利用、生态环境保护等各个领域，作为国家战略科技力量的主力军，年轻科学家和工程师更应该开展跨学科、跨国界的合作与交流，敢于啃硬骨头，敢于挑战最前沿的科学问题，在独创独有上下工夫，努力开辟新领域、提出新理论、发现新规律，加快碳中和关键核心技术攻关，为实现高水平科技自立自强、建设科技强国贡献力量。
此外，实现碳中和是全世界、全人类需要共同努力的奋斗目标。在这一背景下，年轻科学家和工程师应主动肩负起“碳中和”这一关乎人类命运的关键科技攻关的重任，积极推进碳中和方面的科研创新工作，开展广泛深入的国际合作，为气候变化全球治理提供中国方案，为碳中和与能源绿色转型发出中国声音，为创造人类共同财富贡献中国智慧，实现人类命运共同体愿景。
芮振华
小编
再次衷心祝贺中国石油大学（北京）联合国教科文组织“碳中和与气候变化驱动绿色转型”教席的成立，在实现碳中和与能源绿色转型进程中发出中国声音、贡献中国智慧、提供中国方案，我们期待着更多像芮振华教授这样的专家学者为此做出贡献，感谢芮振华教授为我们带来了如此精彩的分享。
感谢编辑部的祝贺，我们相信，通过我们的共同努力，能够为全球能源可持续发展做出更大的贡献，谢谢。
芮振华
补充材料
01 CO2高效地质利用与封存
利用CO2提高油气采收率与地质封存是CO2高效地质利用与封存的最重要的方向之一，旨在通过利用CO2提高油气采收率的同时实现CO2在油气藏地质体中最大限度的封存，以期达到油气行业CO2净零排放或负排放的目标。CO2提高油气采收率与封存技术是目前最可行、应用规模最大的CO2捕集利用与封存技术，其减碳量占到全球碳捕集总量的77%。CO2提高油气采收率与封存技术是保障国家能源安全和实现双碳目标的必要技术手段之一。在CO2提高油气采收率与地质封存方向，我们研发了全球首套可模拟油藏原位条件的流体相态物理模拟系统，精度较传统装置提高8.0%–26.3%，弥补了现有手段无法准确评价油藏原位条件下流体相平衡及传质的难题；在宏观油藏尺度下，我们构建了油藏地质体全生命开发周期净CO2排放预测模型，建立了以净零排放为目标的CO2提高采收率新模式与方法（相关成果发表在《Engineering》期刊），并形成了以CO2为介质的提高采收率–封存–储能协同一体化模拟方法（相关成果发表在《Engineering》期刊）。针对现有油藏模拟器缺少对CO2–水–岩化学反应及封存相态定量表征的难题，我们研发了综合考虑传热–流动–化学多场耦合机理的油藏组分模拟器，弥补了现有模拟器无法准确刻画油藏注CO2的地球化学过程的缺陷，实现了对CO2高效地质利用与封存协同的精确表征。此外，为提高CO2对地质体的利用程度，研发了具备pH响应性原位自增强耐酸耐温颗粒凝胶，实现CO2的有效封堵和深部调驱，建立了油藏地质体CO2气窜调控优化设计方法。
封存驱动型CO2 EOR净CO2排放与传统CO2 EOR对比
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题目：A Storage-Driven CO2 EOR for a Net-Zero Emission Target
作者：Yueliang Liu, Zhenhua Rui
开放获取论文全文：
https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.02.010
CO2提高采收率-封存-地热储能协同一体化
相关文章信息
题目：An Integrated Framework for Geothermal Energy Storage with CO2 Sequestration and Utilization
作者：Yueliang Liu, Ting Hu, Zhenhua Rui, Zheng Zhang, Kai Du, Tao Yang, Birol Dindoruk, Erling Halfdan Stenby, Farshid Torabi, Andrey Afanasyev
开放获取论文全文：
https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.12.010
02 油气资源可持续勘探–开发–工程一体化智能评价与决策
考虑全球油气项目中CO2排放及封存与利用的关键控制因素，建立基于多层次非线性回归预测表现及风险的一体化评价模型，形成了基于大数据分析的可持续勘探–开发–工程一体化智能评价与决策系统，揭示了油气项目绩效表现与各个关键因素的定量关系及风险分布区间，促进油气资源高效可持续性开发，预测精度达到90%以上。
芮振华 教授 | 简介
芮振华现为中国石油大学（北京）石油工程学院二级教授，国家级领军人才，碳中和未来技术学院副院长、油气资源与探测国家重点实验室副主任。主要从事CO2捕集、提高采收率与封存、油气资源勘探开发工程一体化等研究。在《Engineering》《Applied Energy》《Energy》等发表文章80余篇；主持国家重点研发和高等学校学科创新引智基地等国家重点项目，现任联合国资源管理委员会委员、联合国教科文组织“碳中和绿色转型与气候变化”教席（全球首个碳中和教席）主任，美国机械工程师协会JERT期刊主编。曾获国际石油工程师协会（SPE）国际技术奖（亚洲首位）、国际石油工程师协会（SPE）国际杰出服务贡献奖、国际石油工程师协会（SPE）杰出会员等国际大奖。
延伸
相关专刊
《Engineering》2022年第11期
Unconventional and Intelligent Oil & Gas Engineering（非常规油气与智能油气工程）
开放获取论文全文：
http://www.engineering.org.cn/en/journal/eng/archive?volumeId=1426
Call for Papers
Special Issue on Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS)
This issue will publish original research papers and reviews including but not limited to the following fields:
• CCUS development status, perspective or comment.
• CCUS new theories and technologies.
• CCUS technological, economic, environmental and social assessment.
Editors-in-Chief
Gensheng Li, Member of Chinese Academy of Engineering, China University of Petroleum - Beijing, China
Jinsheng Sun, Member of Chinese Academy of Engineering, CNPC Drilling Engineering and Technology Research Institute, China
Zhangxin Chen, Member of Canadian Academy of Engineering and Member of Chinese Academy of Engineering, University of Calgary, Canada
Executive Editor-in-Chief
Zhenhua Rui, China university of petroleum - Beijing, China
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策划：周海川
责编：吴静怡
审核：张楠、沈晓晶