深部盐水层CO_2地质埋存适宜性评价指标体系及其应用

深部盐水层CO2地质埋存具有极高的埋存潜力,其埋存区域的适宜性评价是科学选址的重要依据,但我国至今没有建立该领域完善的评价指标体系。本文在总结国内外相关领域的研究成果的基础上,结合相近领域构建指标体系的成熟经验,提出了全面性与针对性相结合、可行性与可操作性相结合、科学性与客观性相结合以及系统性与层次性相结合的指标体系构建原则,建立了以技术性、安全性、经济性与社会环境为准则的包含26项指标的深部盐水层CO2地质埋存适宜性评价指标体系;利用层次分析法确定了准则和指标的权重,并为每个指标拟定了从适宜到不适宜的五级评分标准;最后以松辽盆地的一级构造单元为例,按照指标逐级加权求和的评价方法进行了综合评价,通过综合得分比较得出中央坳陷区相对适宜性最好,是松辽盆地优先开展详细CO2深部盐水层埋存工程的区域。     

南方地区沉积盆地CO_2地质储存潜力与适宜性评价方法研究

南方地区沉积盆地个数多达140有余,之前仅有少数盆地进行了CO2地质储存潜力与适宜性评价。本文在综合国内外CO2地质储存潜力与适宜性评价方法及南方地区沉积盆地具体的地质特点的基础上,通过对《全国CO2地质储存潜力评价与示范工程实施技术要求》评价指标体系进行优化和改进,建立了7个指标层、20个指标和5个指标划分等级的CO2地质储存潜力评价指标体系,对南方地区沉积盆地进行了D级CO2地质储存潜力与适宜性评价。结果表明:南方地区各储存介质(深部咸水含水层、油气田、煤层)的CO2地质储存潜力值合计为165.15×108 t,其中深部咸水含水层是南方地区沉积盆地最主要的CO2地质储存场所;楚雄盆地、洞庭湖盆地、江汉盆地可圈定CO2地质封存远景区及目标靶区。     

深部咸水层CO2地质储存安全风险评价指标体系的研究

以深部咸水层为研究对象,针对CO2地质储存中存在的风险因素进行了较为全面的分析和评估,并选取适宜的评价指标,运用层次分析法建立了深部咸水层CO2地质储存安全风险评价指标体系,计算了各评价指标的权重;通过比较各个风险因素的危险性权重值大小,得出了5个需要得到重视的风险因素。该研究对CO2地质储存安全风险评价工作具有重要的意义。     

深部咸水层超临界CO2灌注毛细压力对盐沉淀的影响

以江汉盆地江陵凹陷高盐度卤水层为例,采用数值模拟的方法研究了超临界CO2灌注到深部咸水层中毛细压力对盐沉淀的影响及其机理。结果表明:低毛细压力作用下,岩盐固体饱和度与盐度存在着显著的线性关系,高毛细压力作用下,盐度不再是控制岩盐沉淀量的主导因素,即便是较低的盐度也会造成盐沉淀的严重积累,直至完全堵塞孔喉;通过液体流速曲线分段解析,发现较高的毛细压力虽会提高滞留咸水量,但持续的咸水回流对注入性严重受损起着致命作用;另外,盐沉淀还受到注入速率的控制,随CO2注入速率的增加而降低,因此以较高的速率注入CO2可有效缓解盐沉淀的影响。     

二氧化碳捕集和埋存可靠性模拟与评价

目前在二氧化碳(CO2)的捕集和埋存(CCS)技术中,国内外主要研究的埋存方法有地质埋存、海洋埋存和矿化埋存等,其中地质埋存又可细分为油气藏封存、盐水封存和煤层封存。本文主要对国内外CCS技术的发展和现有成果做一简单总结,并着重对煤层封存技术中相关力学公式进行了推导,以及盖层完整性对埋存力学性质的影响做一研究,从而对煤层封存中地质埋存环境可靠性进行模拟和评价,为地质埋存环境的选择提出可靠性的建议。     

含水层压缩空气储能选址评价方法研究

含水层压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage in Aquifers, CAESA)是解决间歇性清洁能源安全高效利用的极具潜力的技术。鉴于目前国际上尚无其实际工程,含水层压缩空气储能选址评价体系研究对于该技术从理论到实践的推动具有重要意义。借鉴理论研究和相似工程经验,选择储层性质、地质安全和经济效益三大类评价因素共12个评价指标建立含水层压缩空气储能选址评价体系框架,提出了各评价指标等级划分标准;定性分析了我国盆地级和重点勘探目标的相关评价指标,初步说明了该技术在我国具有较大的应用潜力;利用层次分析法和多因子综合评价法,选取河北省大5区块(D5)的二叠系上部石盒子组砂岩含水层为候选场地进行了候选场地的定量评价。结果表明:该候选场地具备建立含水层压缩空气储能系统的基本条件。研究成果对含水层压缩空气储气库的选址具有一定的指导意义。     

我国碳储工程环境影响机理及其评价体系研究

在CO2的理化性质及其危险和碳储项目工程分析的基础上,将我国碳储工程划分建设期、运营期、场地关闭及闭场后3大阶段,给出不同阶段工程分析的重点内容。同时,研究与总结了我国碳储工程对地下水、土壤、生态植被和大气等环境影响及其机理,并构建我国深部咸水层CO2地质储存环境影响评价指标体系。该评价体系分为储存场地特征指标类、干扰地质环境指标类、环境容量指标类、生态影响指标类4个层次,为完善我国碳储工程环境影响评价提供依据。     

CCUS对中国粗钢生产的碳减排潜力评估

在评估2019年277个涉及粗钢生产的钢铁企业和17.6亿tCO₂排放量的基础上,采用针对钢铁行业的全流程CCUS系统评价模型（ITEAM-CCUS模型）研究了粗钢生产结合碳捕集利用与封存技术（CCUS）的CO₂减排潜力.评估设置了8种情景,初步回答了钢铁行业的粗钢生产通过规模化CCUS的减排规模、成本范围、封存场地、优先企业分布等关键问题.结果显示：粗钢企业开展全流程CCUS项目可以实现大规模的CO₂减排.在早期示范机会情景,企业全流程CO₂强化深部咸水开采（CO₂-EWR）和CO₂提高石油采收率技术（CO₂-EOR）结合项目增加67~467元/t粗钢的单位成本（60%捕集率的平准化成本低于300元/t）可以年累计减排8.7亿t规模CO₂,约占总捕集量的88%;单独EWR项目年累计驱替深部咸水10.5亿t.具有CCUS改造潜力的粗钢企业主要分布于渤海湾盆地、准噶尔盆地、江汉盆地与鄂尔多斯盆地.     

地下空间在节能减排中的应用及展望

在能源短缺和环境污染的双重压力下,我国出台多项措施加大节能减排力度。总结概括了地下空间的几种类型,认为盐岩洞穴、废弃矿洞、废弃油井、枯竭油气层等地下空间经过技术改造,可以埋存CO2、固体垃圾、废弃核原料,储存油气,地热利用等,能创造可观的社会价值和环境保护效益,可作为节能减排的一种有效措施。以山东地区为例,调研分析了山东多处地下空间利用现状,给出了地下空间的三种发展方向。     

北方某城市河流型饮用水水源地选址方案评价研究

为建立和量化适于河流型饮用水水源地选址的评价体系,以北方某城市A的水源地选址方案为研究对象,通过层次分析法(AHP)从法律制约、环境质量、水资源保障和环境风险角度构建评价体系.评价体系共设立8个否定因子和20个评价因子,采用文献分析和专家问卷调查相结合的方法确定评价因子权重,并依据环境标准和技术导则确定评分标准,可对多个选址方案进行评价与优选.研究表明,城市A的选址方案Ⅰ与方案Ⅱ均可做为水源地选址方案进行工程论证;城市A所处流域综合水质状况不佳,在后续的给水厂建设中应考虑采用深度处理工艺;城市A的选址方案Ⅰ与方案Ⅱ的环境风险系数均较高,管理部门应依据选址方案的风险特征加强上游风险源管理.