中国神华煤制油深部咸水层二氧化碳捕集与地质封存项目环境风险后评估研究

二氧化碳捕获、利用与封存(CCUS)作为一项可实现煤炭清洁高效利用的关键技术,对于推动我国能源革命具有重大战略和现实意义,具有典型跨学科、跨专业、跨行业、跨领域、跨行政区域等多跨度交叉融合特性。CCUS项目相对普通基础建设项目,具有CO_2属性复杂、工艺流程长、技术成熟度低、地质条件复杂、封存周期长等特点,现行环境影响评价技术导则和建设项目环境风险评价技术导则难以直接套用。中国神华煤制油深部咸水层二氧化碳捕集与地质封存项目(以下简称"神华CCUS项目")在探索建设过程中,而我国在CCUS环境风险评估技术研究领域尚属空白,实际采用专家组评议等方式完成项目环境评价及环保验收。目前神华CCUS项目已经完成工程示范任务,有必要对照环境保护部发布的《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》进行环境风险后评估,为后续工业化CCUS项目在工程优化及环境评估等方面提供借鉴参考。     

《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》在胜利油田驱油封存项目上的应用初探

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)作为一种碳减排技术,在我国受到了很大的关注。开展环境风险评估是保障CCUS技术健康发展的关键支撑。2016年,环境保护部发布《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(以下简称《指南》)。针对胜利油田驱油封存(CO_2-EOR)示范项目的利用与封存环节,按照《指南》要求,开展环境风险评估,识别潜在的风险源与风险受体,并提出相应的风险管理措施,为开展CO_2利用与封存的环节风险评估提出改进建议,并对评估过程中暴露出的问题进行讨论,以便今后的完善和更新。     

泄漏情景下碳封存项目的风险强度评估方法初探

应对全球气候变化是21世纪人类社会面临的最复杂挑战之一,而规模化实施二氧化碳捕获、利用与封存(CCUS,carbon capture,utilization and storage)技术能够直接、有效地实现碳减排。二氧化碳地质封存项目的环境影响评价工作中需着重考虑的一项风险评估情景是封存于地下的CO_2发生泄漏。但是我国现有的评价CO_2泄漏量和风险强度的方法仅用来界定环境风险的可能性和泄漏事故对环境风险受体的影响程度,未给出二氧化碳泄漏量的核算方法,无法指导对泄漏引发的环境风险进行定量预测和评价,进而影响项目的决策和管理。通过总结归纳国内外二氧化碳地质封存项目环境风险源强的研究成果,识别影响二氧化碳地质封存项目环境风险源强的关键因子,给出了二氧化碳地质封存项目环境风险强度的计算方法。为修订和完善《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》,引导中国CCUS的健康发展提供技术支撑。     

二氧化碳地质封存环境风险评估的空间范围确定方法研究

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)作为应对气候变化、减少温室气体排放的一种技术,其环境风险管理是项目开展的重要保障。为规范和指导CCUS项目的环境风险评估工作,环境保护部制定了《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(以下简称《指南》)。《指南》定义了地质利用与封存环节的评估范围,但缺乏相关的应用方法。在总结归纳国内外CCUS项目和相关法律法规关于环境风险评估范围的基础上,对决定风险评估空间范围的主要影响因素进行分析,明确了二氧化碳地质封存项目环境风险评估空间范围的确定原则与方法,即简单函数法、数值模拟法和案例对比法。     

二氧化碳捕集、利用与封存环境风险问卷调查研究

基于对从事应对气候变化的政府管理人员、科研人员和相关企业人员开展问卷调查,分析他们对CCUS技术和相关项目的环境安全性认知程度,为完善《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(以下简称《指南》)提供重要依据。结果显示,大部分被调查对象对CCUS技术有所了解,但是对于CCUS项目的环境安全性认识还比较模糊,未来《指南》的评估范围应侧重于采用最大可信事故计算CO_2在大气、地表水、地下水等扩散来定义或者根据CO_2运移分布来定量评估。CCUS技术各环节对环境风险影响大小进行排序,捕集环节应该重点考虑捕集工艺和环境风险物质,运输环节重点考虑运输设备材质、运输方式和运输规模,利用和封存环节建议4项因素均需充分考虑。     

我国二氧化碳捕集利用与封存项目环评对策

碳捕集利用与封存(CCUS)技术是一项具有大规模c减排潜力的新兴技术,但是CCUS项目的建设和运行可对大气、地表水、地下水、生态、地质等造成负面影响,亟待加强环评管理。本文分析并总结欧盟、英国、美国、加拿大、澳大利亚等国家CCUS项目环评管理经验,探讨我国开展CCUS项目环评的必要性,进而提出我国CCUS项目环境影响评价管理的对策建议,以为相关管理部门决策提供支持。     

国际典型二氧化碳地质封存及其环境监测

CCS(CO2捕获和封存)技术在中国受到了越来越广泛的关注和重视.中国政府和许多企业都认为CCUS(CO2捕捉、利用和封存)将在中国中长期CO2减排战略中发挥重要作用.地质封存是CCS技术上最具挑战性的一个环节,也是环境风险和环境影响最大的环节.当前国际上CO2地质封存项目发展很快,但中国在CO2地质封存尤其是环境监测领域仍处在初步阶段,积极借鉴国际典型项目的经验和教训,无疑对中国CO2地质封存的发展具有重要意义.     

国内地质封存CO2泄漏的生态影响研究

以回顾CCUS技术在应对全球变化中的作用为基础,梳理了国内地质封存CO_2泄漏的生态影响研究方法,总结了CO_2泄漏对土壤及其微生物、植物与作物、水质及鱼类、陆生动物影响的研究进展,分析了CO_2泄漏对土壤、地表水和地下水等环境介质的影响,对植物及作物、土壤微生物、动物及鱼类等不同类型生命体的影响,以及CO_2泄漏生态监测指标筛选等不同领域研究的现状和问题;提出了地质封存CO_2泄漏对环境介质影响中的多因素、跨介质及流体流态影响机制,生态影响中的适应-抑制机制及指示性生态监测指标筛选,以及由室内外模拟到实施项目野外调查的研究方法转变三个方面的研究趋势。     

中国神华煤制油深部咸水层CO_2地质封存示范项目监测技术分析

中国神华煤制油深部咸水层CO_2地质封存示范项目(以下简称"神华CO_2封存项目")是国内首个以封存为目的的CO_2咸水层封存示范工程。CO_2封存监测是保证该工程顺利进行,确保后续无CO_2泄漏的重要举措。通过长期的监测,从地下CO_2运移和潜在泄漏风险的角度,开展了全面监测工作,形成了完善的监测体系。其中,浅层地下水监测是国际上监测CO_2泄漏的重要手段,也是封存区周边居民最为关心的问题。通过对封存区周围地下水长期的监测,未发现CO_2泄漏的存在,初步证实了封存的安全性。同时环境保护部2016年发布了《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》,为后续监测提供了重要依据。     

不同类型二氧化碳地质封存项目的环境监测问题与监测范围

针对CO_2地质封存的环境监测范围与泄露风险评价的目标,提出根据不同的CO_2地质封存项目类型和地质构造特征,需要采用不同的环境监测范围与关键监测数据。环境监测方法需要结合地质封存项目的可测量、可报告、可核查技术体系与监测数据,评价CO_2的实际封存量、泄漏量及环境风险。     

《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》实施2年(2016—2018年)评估

《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(简称《指南》)发布2年(2016—2018年)以来,在国际国内CO_2捕集、利用与封存(CCUS)领域产生了重要影响。通过企业调研、专家研判、培训宣教、访谈测试等方法评估了其产生的效果和影响。结果表明:《指南》实施2年来,在国际标准、科学文献和国际研讨等领域产生了重要影响,激发了中国CCUS环境风险研究热情,推动和规范了中国CCUS示范项目建设,提高了企业和环境管理者对CCUS环境影响和环境风险的认知,提高了中国对于CCUS技术和环境保护的重视。并提出了进一步完善《指南》、加强其内容与应用成果宣传和提高其国际影响力的建议。     

CO_2地质封存项目环境监测评估体系初步研究

作为中国第一个较大规模的CO_2咸水层封存项目,中国神华煤制油深部咸水层二氧化碳地质封存示范项目(以下简称"神华CO_2封存项目")的封存安全性是评价该项目成功与否的重要标志。为了解释封存项目的安全性,该项目采用了包括Vertical Seismic Profile(VSP)地震监测等地下、地表与地上空间内的各种监测手段。但目前得到的监测数据零乱分散,缺乏系统科学的归纳与解释。基于该项目采用的监测手段,开发了包括地下、地表与地上空间的多维度CO_2地质封存过程中的环境监测评估体系。采用该体系对某时典型监测数据进行评估的结果表明,该封存项目属于非常安全的状态,没有发现CO_2泄漏风险。     

强化煤层气采收率的深部煤层封存CO2技术(CO2-ECBM)进展研究

强化煤层气采收率的深部煤层封存CO2技术(carbon dioxide sequestration in deep coal seams with en-hanced coalbed methane recovery,CO2-ECBM),既能减少主要人为温室气体CO2的排放,又能获得宝贵的煤层气(CH4)资源.作为重要的CO2地质封存技术,CO2-ECBM技术成为目前的研究热点.因此,针对CO2-ECBM技术开展评述工作具有重要的现实意义.针对CO2-ECBM主要研究结论包括:(1)CO2-ECBM技术优势及可行性;(2)煤储层条件下,煤体对CH4和CO2的吸附机理;(3)用于实施CO2-ECBM的备选煤层的选择标准;(4)CO2-ECBM后续研究展望.     

微流控在二氧化碳捕集、利用与封存的研究

二氧化碳(CO₂)捕集、利用与封存(CCUS)是解决全球变暖问题的关键技术。CCUS通过捕集与封存减少大气中的CO₂含量，并利用CO₂代替化石原料的使用进一步减少CO₂的净排放。CCUS技术的实施基于微尺度下CO₂物理和化学过程的综合研究。微流控技术可以在微米甚至纳米尺度操控流体并揭示流体运动规律，在CO₂捕集、利用与封存等各个环节中均发挥了重要的作用。本文概述了微流控技术的优势，包括精确的流体操控、大比表面积和增强的传热传质能力。系统介绍了与CCUS相关的微流控研究，包括CO₂捕集吸收剂的快速筛选、配方优化和材料制备，CO₂高效转化利用的电催化反应、光催化反应、催化剂制备和光合作用检测，CO₂地质封存的流体分析和地质建模等。最后，总结了微流控技术在CCUS中所扮演的重要角色，提出了微流控技术在CCUS领域的机遇和挑战。     

对我国二氧化碳捕集利用与封存环境管理的思考

二氧化碳捕集与封存(CCS)是指对大型排放源产生的二氧化碳进行捕集,并用各种方法封存以避免其排放到大气中的一种新兴温室气体减排技术。我国更强调捕集后二氧化碳的资源化利用,一般将其称为二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)。CCUS技术被认为是有望实现化石能源的低碳利用,同时大规模削减二氧化碳排放的重要技术之一。近年来,发达国家已开展大量CCUS方面的探索和实践,但成     

超高浓度CO2对主要环境介质的影响

规模化实施CO_2捕获、利用与封存(CO_2 capture,utilization and storage,CCUS)技术能够直接、有效地实现碳减排。但是由于地下地质条件的复杂多变以及技术手段的局限性,封存于地下的超临界CO_2仍会有逃逸的风险进而影响周边生态环境。回顾了国内外人工控制二氧化碳泄漏平台现状及研究内容,重点依托青海平安天然CO_2泄漏试验场地,通过模拟实验、取样测试和原位监测等技术手段,研究了超高浓度CO_2对研究基地内的土壤、水及大气环境影响程度。结论认为,受高含CO_2水体浸泡后,土壤理化性质发生了明显改变,土壤中的有机质、营养元素等大幅减少;高含CO_2气体的地下水具有较低的pH值,呈酸性水,并且含有游离CO_2;对水中的CO_3~(2-)、 HCO_3~-、Fe~(2+)、Fe~(3+)等离子影响作用较大。在开阔处,高浓度CO_2泄漏经过空气混合后不会对人体产生致命影响。不同高度大气CO_2日变化曲线趋势大致相同,随高度不同,大气中CO_2浓度也各有变化。     

封储二氧化碳泄漏监测技术的研究进展

二氧化碳(CO_2)的持续排放被认为是目前全球变暖的主要原因之一,而CO_2捕集与封存(CCS)技术是近年来提出的一种大规模、低成本的碳减排技术。在CCS技术中,由于封存在地下的CO_2可能会发生逃离封存区域、向封存位置以外的区域泄漏或渗漏的现象,一旦发生泄漏,将会对环境以及周围生物造成影响,甚至破环生态环境平衡,所以对于可能泄漏或渗漏CO_2的监测与识别是CCS系统安全保障的重要环节。概述了CCS技术及其发展历程,分析了CO_2地质封存潜在的泄漏风险,并总结了目前国内外在封储CO_2泄漏监测技术或方法方面的研究进展,为CO_2以及天然气等其他气体封储安全监测提供理论支持。     

山西低碳经济的可持续发展之路

随着温室气体引发的全球气候问题日益凸显,CO_2捕集、利用与封存技术引发广泛关注。作为我国的能源大省,山西省CO_2减排压力巨大。针对目前山西省资源分布、利用及碳排放现状情况,提出山西省减排CO_2适用CO_2-ECBM技术,该技术的应用可实现我省大规模减排。为我国实现CO_2减排的目标作出实质性的贡献。     

重庆市CO_2捕集利用与封存技术发展路线图

重庆作为中国西南地区唯一直辖市,同时也是第一批低碳试点省市,在高速发展经济的同时面临着巨大的减排压力,能源消费总量由2000年的2 411万t标准煤增加到2014年的7 694万t标准煤,15年内年均增长率为8.64%。通过调查发现:重庆市2014年不同行业CO_2年排放量大于0.1 Mt的集中排放源共41个,年排放总量为57.27 Mt,其中水泥行业排放量比重最大,为56.6%,这也是重庆的特色所在;重庆市CCUS减排潜力总量为17.74亿t,其中枯竭气田封存潜力最大,达9.38亿t。综合重庆市目前的碳排放及CO_2封存容量情况,初步制定重庆市CCUS技术发展路线图,总体愿景是到2030年,实现水泥、火电行业排放CO_2在天然气田的商业化应用,为重庆应对气候变化提供技术可行和经济可承受的技术选择。     

基于油藏CO2驱油潜力的CCUS源汇匹配方法

CO_2捕集、利用与埋存(CCUS)商业化的关键因素是通过工业CO_2排放源与油田间的源汇匹配,筛选出最具经济性的匹配方案。基于油藏驱油潜力和油田CO_2驱注气的阶段开发特点,以油田可承受CO_2极限成本为约束条件,CCUS商业化项目的总成本现值最小为优化目标,建立了工业CO_2排放源与具有效益开发潜力油藏的CCUS源汇匹配评价流程和相关指标计算方法。并以我国东部地区某油田及附近碳源为例,筛选出可承受CO_2极限成本大于150元/t的油田区块,将CCUS全生命周期划分为6个阶段,完成燃煤电厂(碳源地)与油田区块间管道布局和CO_2注入井的接替(分阶段)注采规划,并发现当油价高于70美元/桶时,油田区块的平均可承受CO_2极限成本接近该源汇匹配下的全生命周期CO_2平均供给成本。