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“减排”良方——把二氧化碳埋起来
来源:中国国土资源报 日期: 2010-10-20 11:17:09

 

 

 

 

  “低碳”的必然选择

  压倒性的科学证据显示,来自化石燃料的二氧化碳排放导致了气候变化。

  从1997年的《京都议定书》,到2007年的《巴厘行动计划》,从去年7月意大利八国峰会之后主要经济体能源与气候论坛上关于能源与气候变化的声明,再到去年年底哥本哈根气候大会上的争论,世界各国都对气候变化表现出了高度关注,都在为应对全球气候变化进行着积极而不懈的努力。

  中国是较早批准以减少温室气体排放为宗旨的《京都议定书》的国家,特别是胡锦涛主席在2007APEC峰会上的讲话,明确表明了作为一个负责任大国必须承担国际义务的立场和态度。去年年底,中国政府又进一步承诺,到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放强度比2005年下降40%45%

  然而,中国今天依旧处在工业化的进程中,这决定了中国未来对能源需求的增长不可避免。虽然国家已经采取了强有力的措施发展清洁可再生能源,但“以煤为主”的能源结构短期内仍难以改变。2008年,中国煤炭生产总量达27.2亿吨,电力生产的80%来自煤炭,全国二氧化碳排放量达68亿吨,均居世界第一。

  如何在不向大气排放过量二氧化碳的前提下使用更多的煤炭?一项名为“二氧化碳地质储存”的技术正在被世界各国的人们所关注,认为这是当前最为现实的减排对策。

  CO2如何储存在地下

  所谓二氧化碳地质储存,就是将工业和能源转化过程中产生的二氧化碳在排放之前就对其捕集,然后通过管线或者船舶运到封存地,压缩注入到地下深部适宜地层中,通过物理、化学等作用使其长期与大气隔离。

  据国务院参事、国土资源部总工程师张洪涛介绍,二氧化碳地质储存的场所主要包括深部咸水层,油气田和充采煤层。

  深部咸水层埋存二氧化碳有三种机制:液体填埋,即把二氧化碳以气体或者超临界流体的形态存储在低渗透性的岩石盖层下。溶解填埋,即把二氧化碳直接溶解在地下水中。矿物填埋,使地层中二氧化碳直接或者间接与地层中的矿物发生化学反应而生产次生碳酸矿物,并产生矿物沉淀,由于这种方式能够很长时间内固化二氧化碳,因此具有很好的发展前景。

  采用油气田封存二氧化碳的情况有两种:采用“酸气”封存技术,用废弃油气田贮存二氧化碳。这种方法已应用多年,能可靠封存二氧化碳。一种是采用提高石油回采率技术,把超临界状态二氧化碳直接注入已开采过的储油层中,在高压条件下,二氧化碳推动原油向生产井流动,从而提高石油的采出率,其中部分二氧化碳溶解于未能被开采的原油中或贮存于地层孔隙中,部分二氧化碳随原油、水和天然气从生产井排出,这部分二氧化碳可以通过分离和压缩循环注入储油层。这一技术目前比较成熟。

  还有一种方法是利用煤层贮存二氧化碳。当二氧化碳注入煤层后,类似于利用活性碳过滤空气和水中杂质的过程,它们在煤层的孔隙中扩散,并最终被煤体所吸附。

  中国CO2地质储存潜力巨大

  根据中国地调局有关项目对我国二氧化碳地质储存容量进行的评价,我国二氧化碳地质储存的地质潜力巨大:

  受地质构造运动影响和控制,我国陆域和近海主要大型盆地和平原都发育了大厚度沉积地层,形成了多层组合的沉积体系,深部咸水含水层较发育,咸水含水层之间的相对隔水层或弱透水层构成较好的封闭条件。初步统计,我国可用于二氧化碳地质储存的盆地和平原区深部咸水层面积约34万平方公里。

  中国煤层分布广泛,其中不可开采煤层占有相当比例,是进行二氧化碳地质储存的良好地带,储存潜力巨大。其中,山西、陕西、山东、河北、河南、内蒙古、新疆等省区的主要煤层分布区,都具有较大的二氧化碳地质储存潜力。

  中国陆上大型含油气盆地中大都进行过二氧化碳驱油试验,实践证明是可行的。含油气盆地的深部地质条件认识程度较高,枯竭或废弃开采井田的油藏封闭条件有利于二氧化碳地质储存,是良好的地下空间。可以作为二氧化碳地质储存的目标区包括大庆、胜利、辽河、克拉玛依、四川、华北、大港、中原、吉林、河南、长庆、江汉等46个油田。

  初步估算结果表明,我国24个主要沉积盆地深部的大厚度咸水含水层、46个含油气盆地和68个主要煤层区的深层地下空间,二氧化碳的地质储存潜力可达14540亿吨,能够满足未来数百年我国二氧化碳地质储存的需要。

  相关的地质研究正在进行

  上个世纪末,我国的科学家就在 “碳循环”、“碳储存”、“全球冰河期的历史记录”等方面进行了相当深入的研究。

  近几年,以全球气候变化为核心,我国在二氧化碳地质储存技术方面更是做了大量研究工作,进行了许多国际合作项目。比如,由中科院地质与地球物理研究所、清华大学、中国石油大学(北京)、丹麦和格陵兰岛地质勘查局以及英国地质勘查局合作的中欧碳捕集与封存项目,对大港油田、胜利油田、惠民凹陷咸水层四个地质区域二氧化碳地质储存潜力进行了初步评估,绘制了有关连接相关二氧化碳排放源与地质储存点的二氧化碳运输设施数字化地图等。再比如,中国科技部与英国政府合作的煤炭利用近零排放项目,重点评估了松辽和苏北盆地的二氧化碳地质储存潜力。

  张洪涛介绍说,今年,国土资源部正式将二氧化碳地质储存调查评价纳入《地质矿产保障工程实施方案(2010-2020)》地质基础支撑计划内的全球变化调查监测与评价和地下空间资源调查之中。作为我国“应对全球气候变化地质响应”浩大工程的一部分,二氧化碳地质储存方面的研究和示范,将为中国发展低碳经济提供支持。

  “虽然我国二氧化碳地质储存调查研究刚刚起步,但国务院领导高度重视,国土资源部部长徐绍史亲自在抓这件大事,再加上我们已经有较好的区域性基础地质、水文地质和环境地质工作基础,发挥国家地质工作的集成优势,从基础开展调查评价,调动企业的积极性实施示范工程,整合多方力量开展技术攻关,我们有条件在这一重大科学研究和实践层次上有所作为!”张洪涛说。

 

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