中国沉积盆地深部CO_2地质封存联合咸水开采容量评估

CO2地质封存联合深部咸水开采(CO2驱水技术,CO2-EWR)的新型CCUS(CO2捕集、利用和封存)技术是一种促进西部发展、加强我国能源安全的双赢选择。我国陆地及大陆架分布有大量的沉积盆地,可用于CO2封存的咸水层体积巨大,而可靠合理地评估CO2封存容量及其驱水量是封存场址选择的重要前提。现采用国际上较为通用的金字塔评价方法评估了我国25个主要沉积盆地的CO2封存容量,并根据沉积及涌水量特征,选择三个典型盆地建立算例模型,根据各盆地与算例模型的体积比推算出其潜在驱水量。研究结果表明,中国25个主要沉积盆地深部咸水层CO2封存容量约为1 191.95×108 t,相当于中国大陆地区2010年CO2排放总量的14.31倍,潜在驱水量约为40.90×108 t,大约能够使10个上规模的煤化工企业正常运行20年。其中西部地区沉积盆地分布面积广,可驱替出的水资源量大,能够很大程度上缓解该区能源生产所造成的水资源短缺危机。

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。