二氧化碳长输管道关键技术进展与发展方向

李阳1，范振宁2,3，潘杰2,3，李清方2,3，陈磊4,5，李萌2,3，张俊朋2,3，　张湘玮2,3，梁海宁2,3，赵清民1，张建2,3（1.中国石油化工集团有限公司　2.中国石化碳捕集利用与封存（CCUS）重点实验室3.中国石化石油工程设计有限公司　4.新疆大学化工学院　5.大连理工大学化工学院）

摘要：随着“双碳”战略目标的深入推进，建设大规模CO2 输送管网已成为实现“碳中和”目标的紧迫需求，然而中国CO2 管输技术起步较晚，面临工业源CO2 组分复杂、输送相态控制难、腐蚀与安全机理不清、技术标准体系空白等多重挑战，制约了产业化的高质量发展。为此，依托国家“十四五”规划重点研发计划及“齐鲁石化- 胜利油田”百万吨级碳捕集利用与封存（CCUS）示范工程，综合考虑多杂质耦合、变工况运行及复杂地形条件，系统研究了超临界CO2 管输过程中的流动保障、腐蚀机理与控制、管道安全止裂等关键科学问题，建立了含杂质CO2 物性计算、水热力仿真、腐蚀预测及泄漏扩散等多套模型。研究结果表明：①明确了H2O、O2、CH4、N2 等关键杂质对CO2 相态及物性的影响规律，建立了适用于工程设计的杂质含量控制指标；②揭示了多杂质条件下CO2 腐蚀机理，创新性开发了以智能阴极保护系统为核心的腐蚀防控技术，使管道实测腐蚀速率低于0.03 mm/a ；③阐明了超临界CO2 管道减压波及裂纹扩展特性，提出了基于全尺寸试验的管道止裂韧性评估方法；④研制了国产化液态CO2 管输增压泵、密相注入泵等关键装备，并构建了初步的CO2 管输技术标准体系。结论认为：①所形成的技术体系与工程实践，可以为保障中国未来超临界CO2 长输管道的安全、高效、规模化建设与运行提供核心理论支撑与技术借鉴，有力支撑区域CCUS 产业集群基础设施建设；②展望“十五五”规划，建议从国家层面加强顶层设计，持续攻关高精度仿真、人工智能（AI）防腐、多源管网优化等前沿技术，加快完善全链条标准规范，并超前布局陆海联输管网规划，为实现2060 年“碳中和”目标奠定坚实的基础。

关键词：二氧化碳；长输管道；流动保障；腐蚀与控制；管输安全；CCUS