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。     

二氧化碳封存及提高石油采收率的环境风险研究

随着全球气候变暖效应的加剧,如何降低大气中二氧化碳含量成为一个焦点问题,二氧化碳的地质封存及资源化利用成为可选的有效途径。目前,二氧化碳封存及二氧化碳提高石油采收率的项目已遍布世界各地,但是其存在的环境风险不容忽视。本文从二氧化碳的封存原理出发,具体分析了二氧化碳地质封存的风险来源及其可能对环境、人体、生态等造成的危害,同时结合二氧化碳提高石油采收率工程的特殊性进行了风险分析,并鉴于我国目前并没有相应的风险评价导则,提出了下一步需要根据相应的风险类型制定出一套适合我国二氧化碳地质封存的风险评价体系的建议。     

二氧化碳深部含盐水层地质封存国际研究进展及启示

二氧化碳深部含盐水层地质封存是降低大气二氧化碳浓度、抑制温室效应的有效途径。本文通过介绍世界发达国家在二氧化碳深部含盐水层地质封存方面研究取得的进展,对我国如何做好二氧化碳深部含盐水层地质封存方面的探索和研究以应对全球变暖提出了建议。     

二氧化碳捕集及封存应用现状

近年来中国面临二氧化碳减排压力日益增大,积极开展CCS项目十分必要。目前国内二氧化碳捕集及封存(CCS)项目12个,但在中国开展CCS示范及推广仍面临众多关键挑战。     

二氧化碳捕集与封存技术探讨

温室效应加剧带来的一系列环境问题日益严重,二氧化碳捕集与封存(CCS)技术是短期内应对温室效应问题的一种有效技术方法。CCS技术主要包括CO2捕集、运输和封存,首先简要说明CCS技术的基本原理和技术特点,并详细介绍了国外、国内CO2强化采油技术的应用及发展情况。     

中国碳封存项目的环境应急管理研究

碳封存是在当前条件下快速将大气中CO_2浓度控制在450 mg/L以下的一种重要减排方式。我国已经开展了多项示范项目,但当前的环境应急管理政策并不能对其进行有效监管。主要从信息上报制度、环境应急预案编制与备案制度、监测管理和资金保障制度4方面进行分析,并针对碳封存项目环境应急管理的几个关键问题进行分析,提出了完善碳封存环境应急管理政策的相关建议。     

二氧化碳地质封存的环境风险评价方法研究综述

二氧化碳捕集、利用与封存是一种可以实现大规模温室气体减排的新兴技术。围绕二氧化碳地质封存过程中的环境风险,系统地梳理了二氧化碳泄漏风险的类别与特点,总结了二氧化碳地质封存的环境风险识别方法,定性与定量风险评价方法等,以期对我国开展二氧化碳地质封存项目的环境风险评价提供借鉴。     

碳捕捉与封存研究进展浅析

碳捕捉与封存技术(Carbon capture and storage,CCS)是利用技术手段将CO2捕集,运输,最后永久封存,使其与大气隔离的技术。其主要目的在于降低碳排放,延缓气候变化。文章介绍了碳捕捉与封存技术的原理及概念,阐述了碳捕捉与封存的技术方法,并介绍了当前的研究进展。最后对该项技术的发展进行了展望,指出高昂的成本将成为CCS技术广泛应用的阻碍;燃烧前捕集可能成为今后CCS技术发展的一个方向。     

碳捕集和封存标准化思考

本文介绍CCS标准工作的内容及发展方向等情况,并综合了国内及国外的CCS技术及其标准发展的状况,从CCS标准的重要意义、未来发展及与其他相关标准的关系等方面开展探讨。     

煤矿废弃矿井采空区封存CO_2的机理分析和能力评价

CO2大量排放引发的全球"温室效应"正在受到密切关注,如何处理化石燃料燃烧排放的CO2成为重大课题。通过对现行CO2地质封存技术的分析,提出了利用煤矿废弃矿井采空区作为CO2储层的新观点。对煤矿废弃矿井采空区封存CO2的机理和可行性进行了分析和探讨,评估其风险,并提出了初步的应对措施。通过建立数学模型推导出CO2封存量的计算方法。研究认为,煤矿废弃矿井采空区封存CO2具有一定的可行性且应用前景广阔。     

陆相沉积盆地咸水层CO2埋存场地选址若干问题探讨

为了优化咸水层CO2埋存场地的选址工作,本文针对陆相沉积盆地咸水层CO2埋存场地选址相关的若干问题进行了探讨。经研究认为:CO2地质埋存场地选址与油气勘探工作的结合具有很强的现实意义;从储盖条件考虑,应优先考虑在滩坝相和河流三角洲前缘相分布区实施后续场地选址工作,而针对盆地类型,结构简单的盆地如坳陷盆地一般更适宜CO2的埋存;从圈闭适宜性分析,规模较大、储层渗透性较好的透镜体岩性圈闭是潜在的CO2埋存场地,由于水动力圈闭和断层圈闭涉及复杂的地下水动力场、CO2参与下复杂的地球化学反应和岩体力学稳定性等问题,因此需要进一步的理论研究以论证其作为CO2埋存场地的可行性,而背斜是良好的圈闭类型;从勘探程度条件考虑,若其他影响因素空间差异不明显,应优先选取圈闭预探和评价阶段被核销或放弃的圈闭以及未实施预探工作的区域进行后续场地选址工作。     

二氧化碳地质储存环境影响监测研究

结合地质调查项目——二氧化碳地质储存示范工程项目的研究,详细阐述了本项目中二氧化碳地质储存对大气环境、土壤表层环境、地下水及地表水环境监测的方案设计。     

浅议C02地质封存的潜在风险

随着气候的不断变暖,全球开始寻找减缓气候变暖的技术及措施,在所有减排技术中,CCS技术贡献达20％以上。CCS技术虽是有效减排CO2和提高石油、天然气等能源采收率的技术手段,但目前该技术尚处于发展阶段,还存在一些潜在的风险问题,捕集、运输、封存三个环节都存在CO2泄露的风险,泄露将污染地下水、影响动植物甚至人类,还有可能诱发地震等。主要研究了CCS技术的地质封存环节C02泄露存在的潜在风险,分析了地质封存的CO2泄漏的方式及危害,并提出了可采取的应对措施。     

Geological CO2 Storage as a Climate Change Mitigation Option

Carbon dioxide (CO₂₎ capture and storage is increasingly being considered as an important climate change mitigation option. This paper explores provisions for including geological CO₂ storage in climate policy. The storage capacity of Norway's Continental Shelf is alone sufficient to store a large share of European CO₂ emissions for many decades. If CO₂ is injected into oil reservoirs there is an additional benefit in terms of enhanced oil recovery. However, there are significant technical and economic challenges, including the large investment in infrastructure required, with related economies of scale properties. Thus CO₂ capture, transportation and storage projects are likely to be more economically attractive if developed on a large scale, which could mean involving two or more nations. An additional challenge is the risk of future leakages from storage sites, where the government must take on a major responsibility. In institutional and policy terms, important challenges are the unsettled status of geological CO₂ storage as a policy measure in the Kyoto Protocol, lack of relevant reporting and verification procedures, and lack of decisions on how the option should be linked to the flexibility mechanisms under the Kyoto Protocol. In terms of competitiveness with expected prices for CO₂ permits under Kyoto Protocol trading, the relatively high costs per tonne of CO₂ stored means that geological CO₂ storage is primarily of interest where enhanced oil recovery is possible. These shortcomings and uncertainties mean that companies and governments today only have weak incentives to venture into geological CO₂ storage.     

储层物性参数对CO_2长期封存能力的影响研究

为系统研究储层物性参数对CO_2捕集机制的影响,根据鄂尔多斯盆地神华10万t/a CCS示范工程实际注入层的地质条件,运用TOUGHREACT软件建立了二维径向模型,探讨了温度、孔隙度、储层厚度、储层渗透率、残余水饱和度、压力、残余气饱和度、初始盐度、毛细压力和储层非均质性等储层物性参数对CO_2长期封存能力的影响。结果表明:温度、孔隙度、储层厚度、储层渗透率是影响CO_2矿物捕集量的主要控制因素;高毛细压力较低毛细压力使CO_2羽的分布更为均匀,有利于CO_2的矿物捕集。通过计算CO_2矿物捕集量对储层各物性参数的平均敏感度,评估了实际储层的CO_2矿物捕集能力,可为CCS实际工程的适宜性评价和选址提供科学依据。     

盖层不确定性对CO2地质封存安全性的影响

通过建立江汉盆地新沟油田新沟嘴组储盖层的二维模型,对新沟油田进行了CO2地质封存数值模拟,研究了盖层厚度减薄、盖层不均一、盖层不连续等盖层不确定性对注入的CO2在储盖层中运移分布和溶解扩散的影响,并计算了不同情况下CO2的逃逸率。结果表明:盖层厚度减薄和盖层不连续对CO2地质封存的安全性影响较大,而盖层不均一对其影响相对较小。     

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。     

电化学CO_2浓缩技术进展

以电化学去极化ＣＯ２浓缩技术（ＥＤＣ）的基本原理为基础，综述了ＥＤＣ的技术进展和主要性能指标，结果表明了该技术作为载人航天飞行时座舱空气中ＣＯ２的浓缩和去除方法的可行性．     

Deep Geological CO2 Storage: Principles Reviewed, and Prospecting for Bio-energy Disposal Sites

The principles of hydrocarbon exploration and production provide well-established and tested principles and technologies to investigate storage of fluids in the subsurface. CO₂ can be stored in the subsurface using settings of: (A) thick permeable coal seams; (B) depleted oil and gas fields; (C) saline aquifers of regional extent, with an overlying seal. The North Sea Sleipner project shows that CO₂ can be injected into the pore space of deep geological aquifers deeper than 800 m at 1 Mt/yr, using established technology. Suitable sediment sequences of saline aquifers exist in all hydrocarbon-producing areas, are volumetrically much larger than exploited oil and gas fields, and hold the potential to easily store all worldwide CO₂ emissions until 2050. Geological principles are established to assess entire continents for candidate sites of CO₂ storage. This shows that opportunity may be widespread, but needs more specific local investigations. Onshore sub-Saharan Africa is considered the most problematic region – but even here there are potentially viable sediment sequences. No demonstration projects currently exist for CO₂ capture and storage using small-scale onshore facilities. A simple estimate, assuming CO₂ value of $20 per ton, suggests that single boreholes onshore may be viable over 20 years with supply rates of 100,000 ton CO₂ per year. In principle, atmospheric CO₂ could be captured by cultivated biomass, and co-fired in existing power stations. Or energy crops could be grown, CO₂ to be used, and stored deep below ground, in a country distant from an original fossil-fuel CO₂ emission site.     

陆相沉积盆地二氧化碳地质储存评价技术探讨

二氧化碳的地质储存是减少二氧化碳向大气环境排放、控制全球气候变暖的重要措施。本文针对陆相沉积盆地的CO2地质储存的储层特征、储存机理、水岩作用、安全性、适宜性、场地勘察、监测技术和经济效益等方面的研究内容与评价技术进行了探讨,以为我国未来利用二氧化碳地质储存技术减少二氧化碳排放提供技术支撑。