海洋碳捕集和储存(CCS)技术发展的现状、挑战和建议

海洋碳捕集和储存(CCS)技术是绿色低碳发展的关键技术之一,在减少大气中二氧化碳浓度方面具有不可替代的战略价值。本文介绍了当前国内外应用海洋CCS技术的具体实践,重点关注了储存技术的应用案例及其对碳减排的潜在贡献。海洋CCS技术应用所面临的挑战主要包括技术成本高昂、泄漏风险较高以及相关法律政策不明确等。针对上述挑战,本文提出如下建议:逐步完善支持海洋CCS技术研发和试点应用的政策体系,为海洋CCS技术的商业化落地提供保障;加大科研投入与技术创新,尤其是在二氧化碳捕集效率、安全长距离碳运输及高效碳封存技术等关键环节上,应尽量降低其对生态环境的影响;探索可盈利的商业模式,最终促进CCS一体化技术项目的商业化规模扩展,进而推动整个行业的技术进步和市场竞争力提升。

发达国家碳捕集、利用与封存技术及其启示

碳捕集、利用与封存(CCUS)被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。文章总结了当前欧美等发达国家CCUS技术发展特点,包括加强国家层面技术政策的指导和宏观协调;加大政府投入以引导私有投资开展全流程CCUS项目示范;建立跨行业、跨领域的CCUS合作平台,加速技术成果的转化和知识、经验的共享;重视法律法规、管理制度和规范、技术标准、公众接受度等技术应用"软环境"的建设等。通过对比中国CCUS技术发展现状,指出我国存在的主要不足,并提出应加强国家层面的技术政策指导和宏观协调,推动建设行业间技术合作平台,适时启动全流程示范项目计划,重视技术应用软环境建设和加强国际合作等有针对性的政策建议。

中国碳捕集、利用与封存技术研发与示范

碳捕集、利用与封存(CCUS)是一项新兴的、具有大规模减排潜力的技术,有望实现化石能源使用的CO2近零排放,被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。开展CCUS技术的研发和储备,将为中国未来温室气体减排提供一种重要的战略性技术选择,受到政府、企业和学术界的广泛关注。本文从CCUS技术产生和发展的背景出发,概括了该技术的特点及存在的主要问题,总结了当前中国CCUS技术政策,介绍了中国CCUS技术研发、试点示范、国际合作等的开展情况,并通过与欧美等发达国家CCUS技术发展与示范活动现状的对比,初步分析了中国CCUS技术发展方面存在的主要不足。为进一步推动我国CCUS技术的研发与示范,文章提出应加强国家层面的技术政策指导和宏观协调、引导资源有效配置;推动建设行业间的CCUS技术合作平台;重视CCUS未来技术应用软环境建设等有针对性的建议。

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。

二氧化碳捕集、驱油与埋存产业化进展及前景展望

二氧化碳捕集、驱油与埋存(CCUS-EOR)是最现实可行的规模化减碳技术,也是大幅度提高低渗透油田采收率的关键技术。梳理了国外CCUS-EOR发展的主要历程及其产业化进展,总结了中国CCUS-EOR技术攻关成果和矿场试验进展情况,分析了CO_(2)捕集、输送、驱油与埋存等全产业链的发展现状、面临问题与挑战,指出了中国CCUS-EOR规模化应用在驱油增产、埋存减碳等方面的巨大潜力和发展前景。提出目前中国CCUS-EOR正处于矿场试验向产业化发展的关键时期,需要针对中国陆相油藏的特点,发挥油田CO_(2)驱油可驱储量丰富、地下埋存空间巨大、地面基础设施完善和井筒注入通道分布广泛等优势,积极与碳源排放企业合作,加快攻关低浓度CO_(2)的低成本规模捕集、超临界长距离输送、更大幅度提高采收率和埋存率、安全规模埋存等核心关键技术攻关和示范工程建设,构建CCUS-EOR全产业链理论技术标准体系,支撑和推动工业化规模应用,以创新链引领CCUS-EOR新兴产业链快速效益发展。

船舶碳捕集与封存技术的应用分析

航运产生的二氧化碳的大量排放会加剧全球变暖问题,为减少其排放量,研究船舶碳捕集与封存技术。首先对二氧化碳捕集与封存技术在陆地上的应用现状进行了研究,再对船舶上碳捕集与封存类型进行了对比分析。基于二氧化碳捕集与封存技术的特点,提出了其在船舶上应用所面临的问题。

借助能源化工企业优势以CCUS技术方案实现脱碳

“企业开展CCS的技术水平与项目实施成本,也是在CCS竞争中获利的关键因素。在目前阶段,企业需要提前谋划和布局CCS,才能在低碳转型中获得优势。”党中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中,强调了发展CCUS(碳捕集、利用与封存)对我国减排的重要性。

碳捕集与封存技术目前发展现状

全球碳捕集与封存研究所在其关于2012年度全球CCS部署情况的报告中说，鉴于目前的投资水平和监管不确定性，从2012年的16个项目激增至130个项目的目标是不可能实现的。据预计，其年度报告中确定的59个项目中，只有51个能投入运行，有些项目则不太可能实施。

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅵ)——碳捕集与封存排放目标讨论

乐观地估计，如果2050年允许中国排放二氧化碳80x108t，其中50-108t可排人大气层，剩余30×10st需要地质封存，碳捕集与封存（ccs）任务十分艰巨。预计可物理或化学利用的二氧化碳总量微乎其微，不会超过1×10st。从增产原油角度看，EOR将起到重大作用，但所占比率太小，从减排的宏观层面还应优先考虑“封存”。中国圈闭卤水层分布很广，潜在容量很大，选址相对容易，需加大适合二氧化碳地质封存的卤水层的地质选址研究。中国土壤有机碳储量仅50～100Gt碳，平均单位面积储碳量仅48．8t碳／ha，如果及时采取有效措施增加中国土壤的有机碳，今后40年应该可争取增储37Gt二氧化碳，相当于这期间累积二氧化碳排放量的1／10，可缓解碳排放的压力。岩溶对回收大气、附近地区土壤和水中的二氧化碳有明显作用，中国是名副其实的岩溶大国，宣传岩溶碳汇的作用，保护岩溶地区的地质、地貌和森林植被应该得到足够的重视。中国工业（制造业）部门排碳量太大，现在已超过欧盟。外贸输出了大量高耗能产品，净出口产品的二氧化碳排放量已占到国内二氧化碳排放量的13％～15％，这种高排碳量的外贸出口结构极不合理．调整产业结构、加大服务业的比重和增加外贸产品的科技含量有利于减少中国的二氧化碳排放量。中国目前关于CCS的文件和法规略显深度不够，执行力度不足，仍然是条块分割，划分为多个部门，各自为战，不利于CCS目标的实现。CCS工程所需资金额巨大，涉及社会、法律、教育、安全、金融等多方面工作，迫切需要政府集中力量，统筹安排，编制今后40年的CCS路线图和不同预案，纳入各时期的五年国民经济发展规划。

CCS技术——碳减排的主力军

在寻求有效且低成本的碳减排方案问题上,美国、英国和其他10个国家的能源部长达成共识,一致同意加快部署碳捕集项目,涉及到对第一批碳捕集与封存项目的融资和风险采取应对政策、创建基金机制以支持在发展中国家大规模的CCS验证项目、制订实施CCS的法则和规范、鼓动早期的CCS项目以分享最佳实践等领域.为了应对气候变化的严峻挑战,提高能效、发展替代能源和CCS技术,成为当前减排的三种重要手段.C02减排势在必行且意义重大,碳捕集与封存( Carbon Capture and Storage,简称CCS)技术也因其巨大的减排优势而崭露头角.这项以碳捕捉技术为核心,将工业和能源产业生产的C02分离、搜集,并通过碳储存手段封存C02,以减少温室气体排放的工程,备受世界关注.

国内外CCS技术现状与中国主动应对策略

CCS(CO2捕集与埋存)是当前国际社会积极应对气候变化活动的热门话题。由于CCS技术的经济特点,现阶段规模化实施该技术,将会对中国的经济结构转变和经济发展速度带来巨大的影响。作为发展中国家,中国要从国情出发,把CO2的捕集、埋存与大幅度提高石油采收率相结合,形成双赢的减排CO2策略,是现阶段中国推进CCS技术的最佳途径和选择。国内外近10年来的探索和实践表明,石油工业在CCS技术应用方面具有天然的优势,同时也存在巨大的挑战。基于中国产业布局和资源构成特点,中国发展CCS技术和推进其产业化应采取三步走的策略:第一,优势产业部门的技术集成与示范。利用含CO2天然气开发过程中分离出的高纯度CO2或工业乙醇制造业副产的CO2,进行CO2驱油与埋存的先导性试验与示范;第二,跨产业部门的技术集成与工业化试验与示范。针对精细化工、煤化工等部门产生的较高纯度CO2,进行CO2埋存与驱油的工业示范。第三,跨部门工业化实施。对普通燃煤电厂捕捉的CO2,进行工业化的CO2埋存与驱油。在对中国适合实施CCS技术资源初步评估的基础上,建议和规划了中国分步实施CCS技术的八大战略区域:松辽盆地、海拉尔—二连盆地、环渤海地区、鄂尔多斯盆地、新疆三大盆地、中东部地区、近海地区、晋陕地区。

终极埋存情景下二氧化碳驱油极限采收率探讨

基于国内外CO_(2)驱油矿场实践启示,探讨终极埋存情景下二氧化碳捕集、驱油利用与埋存(CCUS-EOR)开发方式的采收率问题。碳中和背景下,向地质体注入CO_(2)应追求永久埋存,CCUS-EOR成为一种终极开发方式,应追求采收率最大化,为此提出了CO_(2)驱油极限采收率概念,明确其与终极采收率、经济合理采收率概念的内涵区别,指出实现极限采收率已具备成熟配套的CCUS-EOR全流程技术基础。根据吉林油田黑79北小井距CO_(2)驱先导试验等国内外CO_(2)驱油项目生产实际数据,回归得到了混相气驱采收率与累计注入量的经验关系式;结合气驱增产倍数概念,建立了任意混相程度下CO_(2)驱提高采收率幅度计算的油藏工程方法。累计注气量为1.5倍烃类孔隙体积时,采出程度与极限采收率的相对偏差小于5%,绝对差值小于2.0个百分点。基于扩大波及体积技术的大孔隙体积倍数注入是逼近CCUS-EOR极限采收率的必要条件,需从大孔隙体积注入方案设计、提高混相程度和持续扩大波及体积3个方面入手实现。

“碳捕集”的中国式成长

二氧化碳的排放问题，是一个让世界头疼的问题。目前，各国都在积极研发控制二氧化碳排放的技术，作为其中的一种技术——碳捕集和碳封存（CCS）备受瞩目。虽然都是CCS技术，但各国对CCS的研究方向和侧重点都不一样，根据本国国情研发适合本国的CCS技术。那么，适合中国国情的CCS技术是怎样的呢？

CO2地质封存中碳酸盐岩溶蚀效率影响因素研究

随着全球工业化进程的加速推进,化石燃料的广泛应用导致大气中二氧化碳(CO2)排放量的急剧增加,进而加剧了全球气候变化的问题。在此背景下,CO2捕集与封存(CCS)技术因其对减缓气候变化、实现碳中和目标的关键作用而备受关注。作为CCS技术的关键环节之一,CO2地质封存中碳酸盐岩溶蚀的效率直接影响着CO2的长期封存效果。本研究旨在深入探讨CO2地质封存中碳酸盐岩溶蚀效率的影响因素,以期为提高CO2封存效率和确保封存长期稳定性提供科学依据和技术支持。本文详细介绍了CO2地质封存的多种方案,并分析了各自的优缺点。随后,论文深入探讨了碳酸盐岩溶蚀的动力学过程和速率规律,包括表面溶蚀、体积溶蚀和溶孔扩张,并讨论了影响这些过程的因素,如地质条件、物理因素(温度、压力)和化学因素(pH值、溶解度等)。最后,总结了CO2地质封存研究的进展,并强调了了解和控制碳酸盐岩溶蚀效率的影响因素对提高CO2封存效率、确保封存稳定性的重要性。

为船载碳捕集系统制定“安全锁”

2023年12月初,全球最具规模和影响力海事盛会之一、被誉为国际海事界技术发展趋势风向标的2023年中国国际海事会展在上海举办。会上,中国船级社(CCS)正式发布了《船舶应用碳捕集系统指南》。这是CCS在短短一个月时间推出的第二份与碳捕集、利用与封存(CCUS)技术相关的指南,旨在更好助力船舶行业对于碳捕集技术的应用,协助行业绿色脱碳进程的高质量发展。准确把脉近年来,航运业的减排步伐越来越快。

CO_2地质埋存:国外示范工程及其对中国的启示

介绍了油藏埋存、气藏埋存、煤层埋存和盐水层埋存等CO2地质埋存技术,并对各种埋存技术的成熟度及优缺点进行分析。综述了目前国外正在进行和将要进行的CO2地质埋存示范工程,并从工程目的、CO2气源、埋存体选择、资金来源、公众和政府的认可程度等方面总结示范工程的启示。建议中国应该加强国际间的合作,积极开展CO2地质埋存技术的研究和应用,可在油田首先实施CO2埋存示范工程,对国内各大盆地进行系统的埋存潜力评估,加强对盐水层地质资料的积累及对盐水层埋存机制的研究,鼓励发展与碳捕集和埋存技术相关的国产设备,制定合理的碳税政策等。

二氧化碳-水-岩作用机理及微观模拟方法研究进展

系统综述CO_(2)-水-岩复杂作用机理、多孔介质反应输运(溶解、沉淀及沉淀运移)微观模拟、CO_(2)-水-岩系统微观模拟3个方面的研究进展,指出目前研究存在的主要问题并提出了关于未来研究方向的建议。CO_(2)注入储集层后,不仅存在常规渗流体系的流动和传质作用,还会产生溶解、沉淀及沉淀运移等特殊物理化学现象,其耦合作用导致多孔介质的孔渗参数变化规律复杂。孔隙尺度的微观渗流模拟,可以得到孔喉三维空间内的详细信息,且能显性观察到多孔介质流-固界面随反应的变化。目前研究主要在复杂作用机理解耦合、多矿物差异性反应表征、沉淀生成机理及表征(晶体成核和矿物脱落)、沉淀-流体相互作用模拟方法、多物理化学过程耦合渗流机制等方面存在局限。未来研究中,需要创新实验方法对“溶解—沉淀—沉淀运移”解耦合,提高矿物地球化学反应相关参数实验测试的准确度,在不同沉淀机理可靠表征的基础上,建立沉淀-流体相互作用模拟方法,并有机耦合各个物理化学过程,最终实现对CO_(2)-水-岩系统中“溶解—沉淀—沉淀运移”的耦合渗流模拟。

燃煤电站CO_2减排技术的探讨

《巴黎协定》提出的全球CO_2减排目标,对燃煤电站控制碳排放量具有巨大的挑战。我国要求电力企业减少碳排放量,满足排放标准。为了推进能源节约,降低燃煤发电的碳排放量,文章探讨了燃煤发电企业降低CO_2排放的途径,主要方法包括:提高发电效率,降低燃煤消耗,发展煤与生物质混烧发电方式,推广碳捕集和埋存(CO_2-capture and storage,CCS)技术。通过分析得出,当前燃煤电站实现CO_2减排的主要途径是最大限度地提高发电效率,降低煤耗。

基于日本苫小牧港CCS示范项目的海洋碳封存环境风险监测方法浅析

碳捕集与封存利用技术是应对全球变暖、实现温室气体CO_(2)大规模削减的重要技术途径。海洋碳封存技术是近年来的研究重点之一,该技术利用海下稳定岩石储层对CO_(2)进行储存,相比于陆地碳封存技术具有更高的安全性。以日本苫小牧港CCS示范项目为基础,系统梳理了该项目在海洋生态环境监测、CO_(2)泄漏事故预防监测和地震监测等方面的研究方法,分析并总结了CO_(2)泄漏事故判断指标pCO_(2)/DO值(海水中CO_(2)与DO分压之比)的适用性以及地震对CO_(2)海下注入工程的影响,并基于中国国情提出在海洋碳封存项目中增加CO_(2)泄漏事故预防监测系统和地震监测系统等建议,为地震多发海域今后的碳封存项目提供借鉴。

西方碳捕集和封存中的公众参与制度及其对我国的启示

出于减缓全球气候变化,推进温室气体减排的目的,作为减排技术之一的碳捕集和封存(Carbon Dioxide Capture and Storage,CCS)引起了各国的重视。本文通过比较西方国家在CCS项目中采用的公众参与制度,重点分析了西方国家在开展CCS项目时信息公开、参与模式、征求公众意见的方式等方面的做法,并结合我国CCS项目公众参与制度在信息交流、参与方式、宣传教育等方面存在的问题,提出了中国现阶段CCS公众参与制度发展的措施建议。