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。

西安市可再生能源技术应用现状

保护环境已成为各国共识,在气候问题上的紧迫性尤为突出,大力发展可再生能源在减少环境污染的同时,还可以满足国家能源安全上的重大战略需求。当前,我国也正在构建“碳达峰、碳中和”的“1+N”政策体系,发展可再生能源的创新技术是我国实现双碳目标的重要途径。为了更高效利用可再生能源,对西安市的生物质能、地热能、太阳能、风能、水能等资源状况进行了调研,对各种可再生能源的可利用量予以估算,同时对西安市目前各类可再生能源的技术应用现状进行分析总结,最后对西安市可再生能源的未来发展提出了相应的意见。

鄂尔多斯盆地靖边气田上古生界致密砂岩岩石类型测井识别

基于靖边气田上古生界盒_(8下)和山_(2)^(3)录井、岩心薄片分析、x衍射粘土分析、全岩分析、测井等资料综合分析,认为研究区上古生界含气层系致密砂岩储层的岩石类型主要有3种:石英砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩。针对3种砂岩类型,分析对应的测井响应特征,优选出对砂岩岩石类型敏感的测井参数:光电吸附截面指数和自然伽马,进而采用交会图技术分别确定盒_(8下)和山_(2)^(3)的石英砂岩、岩屑石英砂岩及岩屑砂岩解释标准,系统开展砂岩岩石类型测井解释,与岩心分析测试资料对比,盒_(8下)和山_(2)^(3)测井解释符合率分别为89.2%和95.0%。最后,利用系统的测井砂岩岩石类型解释结果,厘清了不同类型砂岩的纵向和平面分布特征,为储层精细评价提供有效支撑。

致密油藏CO_(2)吞吐驱油和封存注采参数敏感性分析——以鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油藏典型储集层为例

致密油藏CO_(2)吞吐开发具有提高原油采收率和封存CO_(2)的双重效果。目前,对致密油藏CO_(2)吞吐驱油和封存研究中,鲜有学者将CO_(2)封存量相关参数作为评价指标。以鄂尔多斯盆地延长组长7段某致密油藏典型储集层为例,利用数值模拟技术分别选取吞吐时机、注气速度、注气时间、焖井时间、生产时间和吞吐轮次为注采参数,以换油率、CO_(2)滞留系数及驱油-封存协同综合系数为评价指标,采用单因素控制变量法和多因素正交试验设计,结合极差分析方法,分析了6个注采参数对3个评价指标的敏感性。结果表明:当注重CO_(2)驱油时,建议注气时间为30~60 d,注气速度为0.001 0~0.003 0 PV/d,吞吐时机小于0.5年;当注重CO_(2)封存时,建议生产时间为30~230 d,注气速度为0.0075~0.010 0 PV/d,注气时间为145~180 d;当CO_(2)驱油和封存协同优化时,建议注气时间为30~65 d,吞吐时机为6个月前,焖井时间为10~20 d。

叶绿体类囊体腔蛋白功能研究进展

【目的】类囊体是叶绿体光合作用中光反应进行的重要场所。类囊体腔是由类囊体膜包围形成的一个狭小空间。在类囊体腔中存在多种不同的蛋白家族,包括高叶绿素荧光(high chlorophyll fluorescence,HCF)蛋白、亲免蛋白、放氧复合物(oxygen-evolving complex,OEC)蛋白、PsbP类蛋白等,它们对植物的光合作用、核酸代谢以及氧化还原反应等都起着重要作用。【评论】文章分类综述了参与光合作用调控的类囊体腔蛋白在光系统组装、植物生长发育调节和高光逆境响应等生理活动中发挥的重要作用。【展望】文章可为未来研究类囊体腔蛋白的生理功能提供理论参考。

黄土高原刺槐林土壤化学计量特征和微生物元素利用效率的季节差异

为探究刺槐人工林根际和非根际土壤微生物元素利用效率的季节差异及其影响因素,在黄土高原选取3个季节(春季、夏季、秋季)人工林根际和非根际土壤为研究对象,测定土壤理化性质、微生物生物量和酶活性等指标,计算化学计量失衡、矢量特征及元素利用效率。结果表明,季节动态显著影响化学计量失衡,根际和非根际C∶N失衡在季节上均表现为先增加后降低的趋势,而C∶P和N∶P失衡则相反。矢量长度和矢量角度的变化表明根际与非根际土壤微生物均在夏季受到较强的碳、氮限制,而在春、秋季受到较强的磷限制。季节动态对微生物元素利用效率有显著影响,其中碳利用效率在夏季最低,而氮、磷利用效率在夏季最高。偏最小二乘路径模型结果表明,根际和非根际土壤微生物均通过矢量特征和胞外酶活性间接地影响元素利用效率,而非根际土壤微生物化学计量失衡对元素利用效率有直接影响。研究结果有助于深入理解人工林根际和非根际土壤微生物的养分利用机制,为生态脆弱地区的人工林管理提供理论依据。

小礼上学记——锂离子电池的工作原理与安全风险

锂离子电池在人类生产生活中发挥着重要的作用。本文用拟人化的手法,将锂离子化身为小礼,通过讲述小礼上学途中发生的故事,细致地向读者介绍了锂电池的工作原理、活性材料的结构特点以及电池使用过程中安全风险的产生原因和解决方法。

酸催化己糖脱水合成5-羟甲基糠醛:反应、分离和过程耦合

5-羟甲基糠醛(HMF)是生物质转化为化学品、燃料和聚酯材料的重要平台化合物之一。理性设计高效催化剂、优化催化反应过程、开发新型分离以及反应-分离单元耦合技术能够强化HMF生产综合效能,还可以简化工艺流程、降低碳排放和能耗。本文立足于酸催化己糖脱水合成HMF过程中反应和分离的关键科学问题,从催化剂活性位“接力式”设计、催化反应串联耦合、表面亲疏水性调控、反应溶剂匹配、固-液吸附材料、吸附机制和构-效关系、反应-分离过程强化等方面出发,系统综述酸催化己糖脱水合成HMF过程中的反应、分离和过程耦合相关研究进展,为生物质资源高效转化利用过程中催化和分离系统的综合设计提供参考与指导。

川渝地区野生动物犯罪时空特征与影响因素

野生动物犯罪,尤其是在川渝地区这一显著的重灾区,占据了绿色犯罪学研究中至关重要的研究领域。以该地区为核心研究区域,依托社会生态系统理论的理论框架,运用空间分析、地理探测器等方法,探究川渝地区野生动物犯罪的时空分布特征与影响因素。研究发现:1)川渝地区野生动物犯罪以非法猎捕、杀害珍贵、濒危野生动物罪为主;涉案物种以鸟类和兽类为主,数量以鸟类中的雉科锦鸡、猫头鹰和爬行动物中各种蛇类为最。犯罪主体男性远多于女性,并以青壮年阶段汉族人员为主,文化水平整体较低且主要职务为务农。2)单起野生动物犯罪往往涉及多项罪名,最常见的犯罪过程为(卖方)猎捕/狩猎—杀害—运输—出售—(买方)收购。3)犯罪的年际变化整体表现出较强的波动性,可分为逐步增长阶段,急剧下降阶段与急剧增长阶段,月份分布高发于11月。4)犯罪在市域尺度整体呈现“东西部高发,中部低发”的格局;县域尺度上以成都市双流区和重庆市万州区为最;微观场所中,不同罪名下犯罪发生地与交易地主要场所存在差异。5)犯罪的发生主要受年平均气温、水资源总量、自然生态系统状况等自然因素,男女性别比例、受教育水平、运输网密度、交通便捷程度等社会经济文化因素的影响;居民消费水平、自然增长率与其他因子的综合作用后对野生动物犯罪影响显著。整合犯罪模式理论和理性选择理论认为,犯罪人通过对自然环境(如丰富的野生动物资源和隐蔽的栖息地)、社会环境(如监管不力、市场需求旺盛或公众保护意识薄弱)以及自身心理特征(如所付出的成本与收益的关系)等多重因素的理性考量,其犯罪意图更有可能被转化为实际行动,进而促使犯罪行为的最终发生。

绿肥填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤氮组分的影响

【目的】研究绿肥填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤氮组分的影响,探讨旱地绿肥填闲种植系统提升土壤供氮能力的途径。【方法】冬小麦−夏季绿肥田间定位试验开始于2017年,采用绿肥填闲作物和施氮双因素设计,其中绿肥填闲作物包括苏丹草单播(SG)、长武怀豆单播(SB)、苏丹草与怀豆混播(MIX)和裸地休闲(CK)4个处理,冬小麦施氮量包括0、60、120 kg/hm^(2)3个水平。2023年6月小麦收获后采集0—10、10—20和20—40 cm土壤样品,测定土壤全氮(STN)、颗粒有机氮(PON)、潜在矿化氮(PMN)和微生物量氮(MBN)含量。【结果】与CK处理相比,种植绿肥并未显著影响各土层STN含量,但提高了0—10 cm土层PON含量(增幅为25.8%~54.8%)、0—10和10—20 cm土层PMN含量(增幅分别为9.7%~14.1%和11.2%~13.7%)以及0—10、10—20和20—40 cm土层MBN含量(增幅分别为15.1%~24.1%、18.2%~28.8%和22.3%~32.5%)。不同绿肥处理间比较,SB和MIX处理较SG显著提高了0—10 cm土层PON含量(增幅均为23.1%),SB处理各土层MBN含量均显著高于SG处理(增幅为7.79%~8.93%),而各土层PMN含量在不同绿肥处理间差异均不显著。供试土壤氮组分相对含量大小排序为PON>MBN>PMN,绿肥处理较CK均显著提高了0—10 cm土层PON、PMN、MBN相对含量、10—20 cm土层PMN和MBN相对含量以及20—40 cm土层PON和MBN相对含量。施氮提高了0—20 cm土层氮组分及其相对含量,但对20—40 cm土层没有显著影响。相关性分析结果表明,除STN外,PON、PMN和MBN含量均与系统年均氮输入呈显著正相关关系;STN、PON、PMN、MBN含量间均呈显著正相关,且PON较其它活性组分更能指示土壤供氮能力变化。【结论】夏季绿肥填闲种植和施氮均能显著提高旱地冬小麦单作系统0—20 cm土层氮组分含量及其相对含量,其中长武怀豆与氮肥120 kg/hm^(2)联合施用更有助于提高农田土壤供氮能力。

怀豆和黑麦草绿肥残体还田对旱地土壤温室气体排放的影响

以怀豆和黑麦草两种绿肥为对象,分别进行了为期63 d的不同绿肥残体还田量和残体混合比例室内培养试验,其中绿肥残体还田量试验分别设0、1、2、4、6 t·hm^(-2)共5个水平;残体混合比例试验设100%怀豆、25%怀豆+75%黑麦草、50%怀豆+50%黑麦草、75%怀豆+25%黑麦草和100%黑麦草共5个处理,还田量均为4 t·hm^(-2)。采用气相色谱法观测了培养期间土壤温室气体(CO_(2)、N_(2) O、CH_(4))通量变化。结果表明:(1)与未添加绿肥残体相比,绿肥残体还田土壤CO_(2)累积排放通量提高了11.3%~80.2%,土壤N_(2) O排放提高了15.8%~51.1%,综合增温潜势(GWP)提高了11.9%~79.4%(P<0.05)。随绿肥残体还田量的增加,土壤CO_(2)排放通量和综合增温潜势(GWP)均呈线性增加,土壤CH_(4)吸收通量则呈线性下降趋势,而土壤N_(2) O排放通量呈现先增后减趋势,并在还田量约为3 t·hm^(-2)时达到最大。相同还田量下添加黑麦草残体较怀豆残体具有更高的土壤CO_(2)排放和CH_(4)吸收,而添加怀豆残体较黑麦草残体显著促进了土壤N_(2) O排放;(2)土壤温室气体累计通量与绿肥残体混合物中黑麦草比例存在线性相关,随黑麦草添加比例的提高,土壤CO_(2)排放通量显著增加了5.8%~19.7%(P<0.05),GWP显著增加了5.3%~17.7%(P<0.05),而N_(2) O排放通量显著下降了11.2%~41.5%(P<0.05),CH_(4)吸收通量则显著下降了13.4%~50.9%(P<0.05)。综合来看,选择非豆科作物比例较低的绿肥残体,并以较低生物量进行还田,能在保持低GWP的同时获得生态效益。

咸水层CO_(2)不同捕获机理封存量计算方法及应用范围

通过分析咸水层CO_(2)地质封存过程中不同捕获机理,探究不同CO_(2)捕获机理下的封存量计算方法,在CO_(2)咸水层地质封存工程或数值模拟调研分析的基础上,探讨咸水层CO_(2)不同捕获机理封存量计算方法的应用范围。综合分析表明,容积法可应用于地质评价阶段的不同尺度地质单元的CO_(2)构造捕获封存量计算,代表了评价单元的最大封存潜力,在选取合理的工程、经济等参数基础上,可进行更高潜力级别封存量的计算;长时间尺度的CO_(2)束缚气捕获、溶解捕获、矿物捕获3种计算方法,应用范围为场地级或灌注级的某一时间点或时间段的实际封存量计算,只有依据封存工程或封存场地建立地质模型,并进行长时间尺度的数值模拟才能获得。

榆林—神木地区CO_(2)咸水层封存甜点优选

融合区域重力、磁法、电法、遥感、地震资料和测井资料,分析地层构造特征及可能存在的断裂;对远离断层的区域,基于钻井、录井、测井资料综合分析,通过精细岩性识别、储层物性、盖层特征分析,厘清钻井中优质储层、盖层组合特征及展布;结合CO_(2)可注入性实验模拟结果,形成CO_(2)咸水层封存甜点优选技术序列,从而达到优选CO_(2)咸水层封存潜力甜点的目的。研究表明,榆林和神木地区的纸坊组3段、神木及其附近的石千峰组千5段、榆林北部和西北部的延长组长10底部的砂体发育,物性较好,优质储层发育,储盖组合优,远离断层,砂体埋藏深度分别为750~1500 m,1500~2100 m,850~1350 m。研究后认为,纸3段、千5段优质储层发育区为CO_(2)咸水层封存甜点分布有利潜力区,榆林北部和西北部的长10底部优质储层发育区为CO_(2)咸水层封存甜点潜力接替区;和尚沟组、刘家沟组砂体相对不发育,主要为泥质地层,起到良好区域封盖作用。

陕北油田全生命周期温室气体排放测算方法研究

在国家“双碳”目标背景下,针对油田碳排放环境影响评价过程中温室气体排放测算方法缺失问题,对陕北油田全生命周期温室气体排放源进行了识别梳理,建立了适应陕北油田的燃料燃烧排放、过程排放和间接排放等温室气体排放测算方法,并以陕北地区某油区为例,测算评价了温室气体排放强度。研究结果表明:1)施工期单井碳排放94.44 t,可探索钻机电代油方式减排;2)运行期生产吨油碳排放为0.29 t,可提升原油管输程度、开发井场风光绿电和油藏CO_(2)地质封存等方式减排;3)建议油田全生命周期应加强温室气体排放相关数据的监测及收集,为开展油田温室气体排放测算、核算及核查提供保障。以上成果认识,对陕北油田产能建设碳排放环境影响评价和低碳生产措施优化具有指导意义。

换热器蓄热材料基于概率的多目标优化选择

采用基于概率的多目标优化选择方法对低温(低于200℃)换热器相变蓄热材料进行优选。优选结果表明:以材料的相变焓值、热能释放量百分比、有效导热率、过冷度为目标函数,对相变材料进行综合评价和统筹优化是可行的。

管道流体流动与传热效能多目标优化

在管道流体的流动传热过程中,流体的物理性质和流动条件会对传热效率和流动损失产生影响。为提高传热效率同时减少流动损失,选择合适的流体介质、设置科学的流动条件至关重要。通过分析流体介质的物理性质和管径、管数、流速3个设计参数对传热效率和流动损失的影响,采用基于概率算法的多目标优化方法对流体介质的种类和流动参数进行了设计优选。

基于土壤和气象条件的点源泄漏CO_(2)土壤扩散时空变化研究

为了探究CO_(2)捕集与封存(Carbon dioxide Capture and Storage,CCS)项目近地表工程中CO_(2)泄漏对土壤环境的影响,通过大田模拟点源泄漏试验,监测土壤CO_(2)体积分数,并整理同步气象数据,调查土壤物理性质,以统计分析土壤CO_(2)体积分数与土壤性质及气象条件的时空关系分析。结果表明:土壤孔隙和容重表现为明显的水平和垂直分异特点,土壤温度和含水量表现为明显的时间变化特征。受降水事件影响,土壤CO_(2)体积分数随着时间延长明显波动,且与土壤温度呈正相关关系,与土壤含水量呈负相关关系(p<0.05);受土壤物理性质空间非均质特征影响,土壤CO_(2)体积分数随着离源距离的增加而明显衰减且表现为各向异性,与土壤通气孔隙度呈正相关关系(p<0.01),且其横向扩散距离为泄漏源埋深的2.85倍。建立了土壤CO_(2)体积分数与土壤温度及离源距离间的时间变化函数以及土壤CO_(2)体积分数与土壤通气孔隙度及离源距离间的空间变化函数。并得出,浅地表点源CO_(2)泄漏受土壤非均质性和降水事件影响明显,但其横向扩散范围有限。

基于粒子群算法的低渗油藏CO_(2)驱油与封存自动优化

为提高CO_(2)驱油与封存工程的优化效果,实现不同优化目标的最大化,提出基于粒子群算法和数值模拟技术的低渗油藏CO_(2)驱油与封存自动优化方法,并以陕北某低渗油藏典型井组为例,进行优化方法的适应性分析,选择最优的注入方式。结果表明:不同注入方式和目标函数下的敏感性影响参数不同,试凑法无法满足多参数耦合条件下的优化研究;为了获得较高的净现值和累积产油量,可采用早期注入CO_(2)和较低生产井井底压力下限的工作制度,而为了最大限度的埋存CO_(2),可采用稍晚注入CO_(2)和较高生产井井底压力下限的工作制度;CO_(2)驱连续注入更有利于CO_(2)埋存,而CO_(2)驱水气交替注入(段塞比减小)更有利于提高采收率。

CCUS项目的温室气体排放核算方法学思考

二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)技术是国际认可的实现碳达峰碳中和目标所必需的负碳技术。CCUS技术减排的核心在于地质封存的安全性与实际地质封存量的核实、量化与验证,这是重点排放企业盘查实际减排量、确定碳配额、进入碳市场交易、标定碳足迹和获取政府补贴的重要依据。文章针对CCUS全流程项目,从直接排放、间接排放、全生命周期排放三种核查边界方式,分析了CO;捕集、运输、注入与封存系统的核算边界,讨论了可能的排放和泄漏源,针对性地提出了各系统的核算方法,构建适合我国的CCUS全流程碳排放核算方法体系。

太白山不同海拔森林根际土壤微生物碳利用效率差异性及其影响因素

探索森林根际土壤微生物碳利用效率(CUE)是权衡森林生态系统微生物合成代谢和分解代谢强弱的关键过程。然而不同海拔森林根际土壤微生物CUE的变化规律与影响因子尚不清楚。该研究选取秦岭太白山6个不同海拔的森林根际土壤为研究对象,测定其理化性质、胞外酶活性、微生物群落与植被特征等指标,利用酶化学计量比计算微生物CUE,分析根际土壤微生物CUE沿海拔梯度的变化规律,定量研究其影响因子。结果表明:根际土壤微生物CUE随海拔升高总体呈上升趋势。CUE从最低海拔的0.505至最高海拔的0.527升高了4.36%,但在海拔1603和2405 m处出现了下降。海拔梯度内根际土壤微生物CUE变化受多种环境因子综合影响,土壤基质的影响(如可溶性有机碳和铵态氮含量)占主导地位,植被因子次之,二者分别解释了CUE变化的17.0%和5.7%,且二者相互作用解释了CUE变化的31.9%。研究结果可为秦岭森林土壤微生物碳同化能力和固碳潜力,以及全球变化背景下森林土壤碳循环提供科学依据。