CO2地质封存机理——从实验研究角度综述

CO2地质封存是减少碳排放和减缓气候变暖的一种有效措施。本文综述了CO2地质封存研究的内容、方法、手段及其相关理论和研究成果。阐述CO2地质封存的四种碳封存机制背后的物理、地球化学过程,CO2注入试验饱和度分布和渗透率的关系等;简要介绍了岩心驱替试验装置和岩石物理分析和化学分析方法及有关参数的计算。指出现有研究存在岩心–次岩心尺度的微观实验研究和反应性迁移模拟研究不足等问题。     

二氧化碳封存和资源化利用研究进展

以CO2为主的温室气体的大量排放,造成近年全球平均温度急剧升高,减排CO2已成为当务之急。CO2封存被认为是CO2减排最具潜力的选择。CO2封存包括海洋封存和地质封存。介绍CO2封存的一些影响因素和研究进展,并对CO2资源化利用存在的孔喉分布、润湿性和表面张力等影响因素做了综述。     

二氧化碳封存

正二氧化碳封存的方法一般可分为地质封存和海洋封存两类。地质封存一般是将超临界状态(气态及液态的混合体)的CO2注入地质结构中,这些地质结构可以是油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。IPCC的研究表明,CO2性质稳定,可以封存相当长时间。若地质封存点经过谨慎的选择、设计与管理,注入其中的99%的CO2都可封存1000年以上。把CO2注入油田或气田用以驱油或驱气可以提高采收率(可提高30%~60%的石油产量);注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气     

燃煤电厂醇胺化学吸收法捕集和封存CO2全生命周期碳排放分析

运用生命周期评价(LCA)方法对采用醇胺溶液(MEA)吸收CO2的2×300MW燃煤电厂CO2捕集和封存(CCS)技术改造过程进行了系统地分析,分别计算了系统建设、运行及退役,应用MEA吸收CO2、对CO2压缩并管道运输和地质储存等各阶段的CO2排放量.结果表明:全生命周期内采用MEA化学吸收法CCS技术改造后的燃煤电厂CO2的直接减排率可达86.24%左右,CCS系统全生命周期CO2排放量为960.93 t/d;电厂发电运行过程与CCS系统运行的CO2排放量在全生命周期排放中占较大比重,分别为46.96%和47.62%左右;采用MEA技术捕集CO2并进行封存的成本约为23.80～44.90美元/t.     

离岸二氧化碳驱油的国际进展及我国近海潜力初步分析

二氧化碳驱油(CO₂-EOR)是一项通过向油层注入二氧化碳而提高石油采收率的技术,它能同时实现CO₂的利用和封存,因此是CCUS的重要技术。近年来,随着离岸CO₂封存需求的日益增大,CO₂-EOR的应用正迅速从陆上扩展到海上。介绍了CO₂-EOR的概念和适用条件,综述了国际上离岸CO₂-EOR项目和技术,特别是“下一代”CO₂-EOR技术的最新进展。通过与国外实例的对比和对盆地石油地质条件的分析,初步探讨了我国近海含油气盆地的CO₂-EOR的潜力,认为渤海湾盆地(海域)和珠江口盆地分别具有非混相和混相CO₂-EOR的潜力,有可能获得数亿吨石油的增产和实现数亿吨CO₂的地下永久封存,需要尽快地开展进一步的研究和评估。     

中国未来二氧化碳减排技术应向CCU方向发展

文章介绍了我国CCS及CCUS的基本情况,并对其发展过程中存在的主要困难与问题进行了分析,鉴于CO2地质封存可能成为CCS或CCUS技术发展的主要障碍,作者提出了在我国实现大规模CO2矿化利用的CCU(CO2 capture and utilization)发展新理念,选取了可参考的三条CCU技术发展路线,即利用氯化镁矿化CO2联产盐酸和碳酸镁技术路线、固废磷石膏矿化CO2联产硫基复合肥技术路线和利用钾长石矿化利用CO2的技术路线。文章最后就如何在我国发展和部署CCU技术路线方案提出了若干建议。     

CO2的捕集和封存技术的现状、前景与挑战

本文对CO2捕集和封存技术的现状、前景和可能遇到的挑战进行了论述,指出CO2捕集是煤炭现代化利用的一个重要趋势。同时指出,成本、捕集效率和方式都是影响CO2捕集和封存发展的重要因素,目前一些问题仍需要得到进一步证实。     

我国油气新增探明地质储量稳定增加

<正>石油新增探明地质储量10.44亿吨,连续8年新增探明地质储量超过10亿吨,新增探明储量保持稳定。鄂尔多斯、塔里木、勃海湾等盆地呈现多个亿吨级油气规模储量区。在鄂尔多斯盆地探新安边亿吨级油区。天然气新增探明地质储量10364亿立方米,同比增长77%,首次突破1万亿立方米,创历史新高,连续12年新增探明地区储量超过5000亿立方米。新增探明储量高位增长。在鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、     

浅谈鄂尔多斯盆地岩溶水资源赋存特征与利用前景

本文依据鄂尔多斯盆地区域地质地貌特点,结合臭陶系灰岩岩溶水文地质条件,分析 了岩溶地下水的赋存规律,指出了岩溶水资源开发利用前景。     

燃煤电厂二氧化碳捕集、利用与封存技术

结合华能集团在CO2捕集方面所开展的工作,介绍了国内外在燃煤电厂CO2捕集、利用与封存方面的技术进展。建设附CO2捕集和封存（CCS）的低碳排放燃煤电厂,是今后燃煤发电所必须面对的课题,同时对CO2的资源化利用也应引起足够的重视。     

火电厂CO2的排放控制和分离回收技术研究

温室气体CO2 主要产生于化石燃料的燃烧过程。火电厂是CO2 的一个集中排放源 ,控制火电厂CO2的排放对于应对全球变暖、温室效应问题具有重要的意义。分析了世界CO2 排放状况和适应我国火电厂CO2排放控制的措施 ,比较了几种CO2 分离回收技术在火电厂应用的可行性 ,对于我国火电厂的CO2 排放控制和分离回收有一定的指导作用     

A fossil-fuel based recipe for clean energy

A zero-emission process of hydrogen production from fossil fuel through a system of reactions involving hydroxide, carbon, CO, CO₂ and water is described here. It provides for a complete sequestration of carbon (CO₂ and CO) from coal/natural-gas burning plants. The CO and or CO₂ produced in coal or natural gas burning power plants and the heat may be used for producing hydrogen. Economically hydrogen production cost is less than the current price of fossil-fuel produced hydrogen with the added benefit of carbon sequestration. The reduced cost of the hydrogen may aid in making a hydrogen fueled automobile economically viable.     

CO2 enhanced coalbed methane production in the Netherlands

The technical and economical feasibility of CO₂ sequestration in deep coal layers combined with enhanced coalbed methane (ECBM) production in the Netherlands has been explored. Annually, 3.4 Mtonne CO₂ from chemical installations can be delivered to sequestration locations at 15 €/tonne and another 55 Mtonne from power generating facilities at 40–80 €/tonne. Four potential ECBM areas have been assessed, of which Zuid Limburg is the best location for a test site, while the Achterhoek is more suitable for future large-scale CO₂ sequestration. Between 54 Mtonne and 9 Gtonne CO₂ can be sequestered in the four areas together, heavily depending on available technology for accessing the coal seams. At the same time, between 0.3 and 60 EJ of coalbed methane can be produced. The optimal configuration may have 1000 m spacing between production wells, and extreme inseam drilling. The price of coalbed methane may become competitive with natural gas when a bonus for CO₂ sequestration is applied of about 25 €/tonne. For the long term, on-site hydrogen or power (SOFC) production with direct injection of produced CO₂ seems most attractive. Further study is required, most notably more accurate geological surveys, assessment of drilling costs in Dutch context, and environmental impacts of ECBM.     

CO2在盐水层中的扩散和运移泄漏风险评价模型

温室效应和空气污染是21世纪人类面临的严重问题,而CO2埋存是解决温室效应的最有效方法。在CO2地下地质埋存中,盐水层埋存因其地质储量巨大受到了极大关注,同时也存在很多潜在的风险,因此建立CO2注入到盐水层后的扩散运移泄露风险评价模型将为人类安全埋存CO2提供理论支持。首先,考虑到CO2在联通水层中因浓度差泄漏,以菲克定律为理论基础,结合惠尔凯公式,建立了CO2扩散泄漏风险评价模型;其次,考虑到CO2在联通水层中因压力差泄漏,以达西定律为基础,利用气体平面径向稳定渗流公式和垂直管流相关公式等建立了CO2运移泄露风险评价模型;最后,考虑到CO2从盖层逃逸,以毛细管压力为基础建立了CO2通过盖层泄漏风险评价模型。结果表明,扩散系数越大,泄漏时间越短;扩散和运移泄漏时间相差很大,计算运移泄漏时可忽略扩散作用的影响;当埋存的CO2剩余压力小于盖层的突破毛细管压力时,气体以扩散方式泄漏,否则在压力差的作用下以渗流运移方式泄漏。     

碳捕集与封存技术的现状与未来

全球气候变暖问题已经越来越严重,碳捕集与封存（CCS）技术被看作是最具发展前景的解决方案之一,随着研究的不断深入,CCS技术成本将进一步降低。碳捕集工艺按操作时间可分为燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集,其中最有发展前景的是富氧燃烧捕集。CO2-EOR技术虽然不是直接针对性地封存二氧化碳,但其不仅可以解决二氧化碳的封存问题,还能提高油田采收率,近年来得到广泛应用。我国在CCS技术的研究上进行了大量工作,CCS技术已被列入＂973计划＂和＂863计划＂,北京高碑店热电厂二氧化碳捕集示范工程受到国内外的关注。虽然CCS技术取得了长足的进步,但仍面临着很多问题,如二氧化碳泄漏问题、技术难点、建设和运行成本高昂等。CCS技术项目投资较大,如果没有政府在立法和税收机制上的激励与优惠措施,很难真正进入商业化应用阶段。好在种种迹象表明,随着全球气候问题的加剧,各国政府越来越重视CCS技术的研发和利用。     

CO2 sequestration in Ontario, Canada. Part II: cost estimation

As the Kyoto target set for Canada is to reduce GHG emission by 6% of the 1990 level by 2008–2012, several options are being considered to achieve this target. One of the possible options in Ontario is geological sequestration of captured CO₂ in saline aquifers, where CO₂ is expected to be stored for long geological periods, from 100 to several thousand years depending on the size, property and location of the reservoir. The preferred concept is to inject CO₂ into a porous and permeable reservoir covered with a cap rock located at least 800 m beneath the earth's surface where CO₂ can be stored under supercritical conditions. This paper evaluates the capital and operating cost for CO₂ sequestration in southwestern Ontario from a 500 MW coal fired power plant. The main focus is on the cost of sequestration (CO₂ transport and injection), and thus, the cost of capturing and pressurizing the CO₂ from the plant flue gas is not considered here.

A significant amount of capital investment is necessary to transfer CO₂ from a 500 MW fossil fuel power plant to the injection location and to store it underground. Major components of the cost include: cost of pipeline, cost of drilling injection wells and installing platforms, since the more plausible injection area is under Lake Erie. Many uncertainties are associated with cost estimation; several are identified and their impacts are considered in this paper. The estimated cost of sequestration of 14,000 ton/day of CO₂ at approximately 110 bar in southwestern Ontario is between 7.5 and 14 US$/ton of CO₂ stored.     

浅析二氧化碳捕获技术应用于炼厂的可行性

温室气体减排已成为炼厂面临的严峻挑战。CO2捕获是具有大规模减排潜力的技术方案,炼厂可在继续使用廉价化石燃料的同时降低排放。目前许多炼厂已在评估从烟道气中捕获CO2的技术,探索经济可行的捕获方案,这些方案主要包括燃烧后捕获、燃烧前捕获和富氧燃烧捕获等。其中,燃烧后捕获技术相对成熟,可对大多数现有装置进行改造,仅需增加简单的后处理设备,缺点是能耗大,CO2浓度较低,难捕获,从胺溶液中释放的CO2达不到碳封存所需的压力;燃烧前捕获方案的优点是CO2浓度较高,压力高,易于回收,降低了压缩成本及负荷,缺点是这种方法主要适用于新装置,因为炼厂现有的气化装置较少,建设投资成本高且需要大量的辅助系统;富氧燃烧捕获方案的优点是烟道气中的CO2浓度非常高,分离容易;缺点是空气分离设备投资很高,冷却的循环烟道气必须保持一定温度。对3种方案评价表明,在CO2总量和浓度最高的排放源进行捕获成本最低,例如当气体中CO2浓度从12%下降到4%时,捕获成本将上升25%以上;燃烧前捕获和富氧燃烧捕获比燃烧后捕获可节约35%~40%的成本。     

Offshore hydrocarbon potential of Indonesia

Offshore producing Tertiary sedimentary basins in Indonesia account for 34% of total daily production and some 12% of cumulative production of oil. The producing basins offshore are basically the geological continuation of onshore producing basins. Exploration plays are in variations of traditional sandstone reservoirs, with occasional prospects in limestone, structural traps and potential stratigraphic traps. Offshore exploration has taken place mainly in the shallower part of the shelf regions although regional reconnaissance seismic reflection information on deeper waters also exists. The offshore potential is governed by the following criteria: regional tectonic setting; water depth, which is important for subsequent development; and development of clastic reservoir rock with limestone plays whose potential is of increasing significance. The knowledge of development of volcanic reservoirs in this rocktype seems important. Knowledge of geological criteria forms an essential prerequisite. In regional perspective, the South China Sea area does not conform to the typical Indonesian offshore basin setting, although geologically the Natuna basins form an undivided part of the Indonesian geological system.     

二氧化碳捕获与封存技术进展及存在的问题分析

论述了国内外二氧化碳捕获与封存（CCS）技术的进展,分析了CCS技术发展存在的问题和潜在风险。CCS技术是最具发展潜力的大规模二氧化碳减排技术,世界上许多国家和公司都开展了相关的研究探索与实践工作。预计随着该技术的逐渐成熟,在进一步降低成本、解决可能出现的泄露、公众认知不够等风险与障碍后,应用前景将极为广阔。今后,CCS技术的发展应更重视国际间合作,该技术的应用,可以减缓全球气侯变暖趋势。