新疆准东地区场地尺度二氧化碳地质封存联合深部咸水开采潜力评估

二氧化碳地质封存联合深部咸水开采技术(CO_(2)-EWR)被认为是有效的碳减排途径之一。在新疆准东地区率先开展CO_(2)-EWR技术,可在实现CO_(2)减排的同时获得咸水,在一定程度上缓解当地的水资源短缺问题,取得环境经济双重效益。以往研究大多以概化模型为主,缺乏工程实践依托,根据准噶尔盆地东部CO_(2)源汇匹配适宜性评价结果,基于我国首个CO_(2)-EWR野外先导性工程试验场地资料,构建拟选CO_(2)-EWR场地西山窑组三维(3D)非均质模型开展了场地尺度CO_(2)-EWR技术潜力研究。研究表明,拟选场地CO_(2)理论封存量为1.72×10^(6)(P50)t,动态封存量为2.14×10^(6) t。采用CO_(2)-EWR技术可实现CO_(2)动态封存量11.18×10^(6) t,较单独CO_(2)地质封存提升5.22倍,同时可增采咸水资源10.17×10^(6) t,CO_(2)采水比率为1∶0.91。同时,该技术可有效缓解因CO_(2)大量注入引起的储层压力累积,提高CO_(2)封存效率,增加咸水开采潜力。本研究可为新疆准东地区实施规模化CO_(2)地质封存联合深部咸水开采工程提供理论依据和技术支撑。

中国二氧化碳地质储存目标靶区选取问题研究

在开展我国重点地区二氧化碳地质储存适宜性调查评价过程中,调查和评价对象选取问题和目标靶区边界条件确定的问题是困惑笔者的2大问题。通过研究国际上已经开展的二氧化碳储存工程,并结合在四川盆地目标靶区选取过程中的经验,认为:我国二氧化碳地质储存目标靶区调查评价应始于三级构造单元或局部有利构造,终于封闭的咸水含水层,或者适宜储存二氧化碳的非封闭的咸水含水层内部;在调查评价过程中,应充分考虑目标靶区边界条件,即咸水含水层的边界条件和三级构造单元及局部有力构造的物理边界条件。同时,我们在选取目标靶区时,一定要考虑源–汇匹配,有利于进一步评估二氧化碳注入目标靶区后,在深部咸水含水层中的运移和对该含水层系统中其他能源的影响。文章给出了目标靶区的评价指标体系,并指出,存在明确物理边界条件的目标靶区评价对象,建议采用层次分析–综合指数法,对于大范围的区域咸水含水层评价对象,建议采用多因子空间叠加法。

中国煤化工行业开展CO2强化深部咸水开采技术的潜力评价

中国是煤转化的技术引领者,已建、拟建和审批了大量煤转化企业;随之带来了严峻的CO2排放和水资源缺乏的问题。CO2强化深部咸水开采(CO2-EWR)技术是大规模CO2减排和水资源开采的方法,特别适合缺水区域的煤化工行业。煤化工企业工艺排放的高浓度CO2结合CO2-EWR技术可以较低成本实现CO2减排,并部分解决工业缺水的问题。研究首先建立了行业尺度的包括源汇匹配、技术经济评价、CO2排放量评估和封存场地适宜性评价等方法的全流程碳捕集、利用和封存技术经济评估方法(ITEAM-CCUS),然后采用该方法对2018年的煤化工企业排放的高浓度CO2开展全流程CO2-EWR项目的源汇匹配、成本范围及减排潜力进行评价并得到:大部分的源汇组合分布在中国西北、华北及北部等干旱地区;基于煤化工厂2018年的实际产量和100%总产能计算,高浓度CO2年排放量分别是190 Mt和1726 Mt;当全流程CO2-EWR项目的平准化成本低于200元/t CO2时,累计CO2减排量分别为160 Mt/a与1569 Mt/a,地下水产量分别为241 Mt/a与2353 Mt/a。研究结果表明煤化工CO2-EWR技术是中国煤化工行业低碳可持续发展的关键技术,也为中国部署大规模CCUS提供了低成本机会。