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“減排”良方——把二氧化碳埋起來
來源:中國國土資源報 日期: 2010-10-20 11:17:09

 

 

 

 

  “低碳”的必然選擇

  壓倒性的科學證據顯示,來自化石燃料的二氧化碳排放導致了氣候變化。

  從1997年的《京都議定書》,到2007年的《巴厘行動計劃》,從去年7月意大利八國峰會之后主要經濟體能源與氣候論壇上關于能源與氣候變化的聲明,再到去年年底哥本哈根氣候大會上的爭論,世界各國都對氣候變化表現出了高度關注,都在為應對全球氣候變化進行著積極而不懈的努力。

  中國是較早批準以減少溫室氣體排放為宗旨的《京都議定書》的國家,特別是胡錦濤主席在2007APEC峰會上的講話,明確表明了作為一個負責任大國必須承擔國際義務的立場和態度。去年年底,中國政府又進一步承諾,到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放強度比2005年下降40%45%

  然而,中國今天依舊處在工業化的進程中,這決定了中國未來對能源需求的增長不可避免。雖然國家已經采取了強有力的措施發展清潔可再生能源,但“以煤為主”的能源結構短期內仍難以改變。2008年,中國煤炭生產總量達27.2億噸,電力生產的80%來自煤炭,全國二氧化碳排放量達68億噸,均居世界第一。

  如何在不向大氣排放過量二氧化碳的前提下使用更多的煤炭?一項名為“二氧化碳地質儲存”的技術正在被世界各國的人們所關注,認為這是當前最為現實的減排對策。

  CO2如何儲存在地下

  所謂二氧化碳地質儲存,就是將工業和能源轉化過程中產生的二氧化碳在排放之前就對其捕集,然后通過管線或者船舶運到封存地,壓縮注入到地下深部適宜地層中,通過物理、化學等作用使其長期與大氣隔離。

  據國務院參事、國土資源部總工程師張洪濤介紹,二氧化碳地質儲存的場所主要包括深部咸水層,油氣田和充采煤層。

  深部咸水層埋存二氧化碳有三種機制:液體填埋,即把二氧化碳以氣體或者超臨界流體的形態存儲在低滲透性的巖石蓋層下。溶解填埋,即把二氧化碳直接溶解在地下水中。礦物填埋,使地層中二氧化碳直接或者間接與地層中的礦物發生化學反應而生產次生碳酸礦物,并產生礦物沉淀,由于這種方式能夠很長時間內固化二氧化碳,因此具有很好的發展前景。

  采用油氣田封存二氧化碳的情況有兩種:采用“酸氣”封存技術,用廢棄油氣田貯存二氧化碳。這種方法已應用多年,能可靠封存二氧化碳。一種是采用提高石油回采率技術,把超臨界狀態二氧化碳直接注入已開采過的儲油層中,在高壓條件下,二氧化碳推動原油向生產井流動,從而提高石油的采出率,其中部分二氧化碳溶解于未能被開采的原油中或貯存于地層孔隙中,部分二氧化碳隨原油、水和天然氣從生產井排出,這部分二氧化碳可以通過分離和壓縮循環注入儲油層。這一技術目前比較成熟。

  還有一種方法是利用煤層貯存二氧化碳。當二氧化碳注入煤層后,類似于利用活性碳過濾空氣和水中雜質的過程,它們在煤層的孔隙中擴散,并最終被煤體所吸附。

  中國CO2地質儲存潛力巨大

  根據中國地調局有關項目對我國二氧化碳地質儲存容量進行的評價,我國二氧化碳地質儲存的地質潛力巨大:

  受地質構造運動影響和控制,我國陸域和近海主要大型盆地和平原都發育了大厚度沉積地層,形成了多層組合的沉積體系,深部咸水含水層較發育,咸水含水層之間的相對隔水層或弱透水層構成較好的封閉條件。初步統計,我國可用于二氧化碳地質儲存的盆地和平原區深部咸水層面積約34萬平方公里。

  中國煤層分布廣泛,其中不可開采煤層占有相當比例,是進行二氧化碳地質儲存的良好地帶,儲存潛力巨大。其中,山西、陜西、山東、河北、河南、內蒙古、新疆等省區的主要煤層分布區,都具有較大的二氧化碳地質儲存潛力。

  中國陸上大型含油氣盆地中大都進行過二氧化碳驅油試驗,實踐證明是可行的。含油氣盆地的深部地質條件認識程度較高,枯竭或廢棄開采井田的油藏封閉條件有利于二氧化碳地質儲存,是良好的地下空間。可以作為二氧化碳地質儲存的目標區包括大慶、勝利、遼河、克拉瑪依、四川、華北、大港、中原、吉林、河南、長慶、江漢等46個油田。

  初步估算結果表明,我國24個主要沉積盆地深部的大厚度咸水含水層、46個含油氣盆地和68個主要煤層區的深層地下空間,二氧化碳的地質儲存潛力可達14540億噸,能夠滿足未來數百年我國二氧化碳地質儲存的需要。

  相關的地質研究正在進行

  上個世紀末,我國的科學家就在 “碳循環”、“碳儲存”、“全球冰河期的歷史記錄”等方面進行了相當深入的研究。

  近幾年,以全球氣候變化為核心,我國在二氧化碳地質儲存技術方面更是做了大量研究工作,進行了許多國際合作項目。比如,由中科院地質與地球物理研究所、清華大學、中國石油大學(北京)、丹麥和格陵蘭島地質勘查局以及英國地質勘查局合作的中歐碳捕集與封存項目,對大港油田、勝利油田、惠民凹陷咸水層四個地質區域二氧化碳地質儲存潛力進行了初步評估,繪制了有關連接相關二氧化碳排放源與地質儲存點的二氧化碳運輸設施數字化地圖等。再比如,中國科技部與英國政府合作的煤炭利用近零排放項目,重點評估了松遼和蘇北盆地的二氧化碳地質儲存潛力。

  張洪濤介紹說,今年,國土資源部正式將二氧化碳地質儲存調查評價納入《地質礦產保障工程實施方案(2010-2020)》地質基礎支撐計劃內的全球變化調查監測與評價和地下空間資源調查之中。作為我國“應對全球氣候變化地質響應”浩大工程的一部分,二氧化碳地質儲存方面的研究和示范,將為中國發展低碳經濟提供支持。

  “雖然我國二氧化碳地質儲存調查研究剛剛起步,但國務院領導高度重視,國土資源部部長徐紹史親自在抓這件大事,再加上我們已經有較好的區域性基礎地質、水文地質和環境地質工作基礎,發揮國家地質工作的集成優勢,從基礎開展調查評價,調動企業的積極性實施示范工程,整合多方力量開展技術攻關,我們有條件在這一重大科學研究和實踐層次上有所作為!”張洪濤說。

 

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