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【解说】有望用作脱碳措施的CO2捕集和封存业务——结构和风险管理

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摘   要:CCS(碳捕集与封存)和CCU(碳捕集与利用)技术通过物理方法或化学方法将CO2注入并稳定封存在地下,以实现减少CO2,达成碳中和的目的。

关键词:CCS&CCU、封存层、屏蔽层、结构性捕获、残留气体捕获、溶解捕获、矿化捕获

 

为了在2050年实现碳中和目标,前提是要最大限度地节约能源和推进能源脱碳,但在一些不可避免产生CO2排放的领域,采用CCS(碳捕集与封存)和CCU(碳捕集与利用)技术被认为是必不可少的。

 

CCS·CO2地下封存

人们生活的地表环境为1个大气压(1.01bar≒0.1MPa),平均温度为15℃,而地下1,000~2,000m,压力为100~200bar,温度为50~100℃。

CO2的特点是临界温度和压力很低,当温度超过31.1℃、压力超过7.38MPa(73.8bar)时,很容易变成“超临界状态”。

 

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表1.CO2的密度随温度和压力的变化

 

超临界状态的CO2同时具有“像液体一样的高密度”和“像气体一样的低粘度和高扩散性”,因此在表1的例子的情况下,地下可有效地封存的CO2的量为地上的289倍。

此外,为了将CO2封存在地下,在CO2达到超临界状态的深度800~1000m或更深的地下,需要一个位置同时存在“可以封存CO2的封存层”和“充当防止二氧化碳向上移动的盖子的屏蔽层”。

 

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图1.构成CO2封存场的地下地质

 

由于“封存层”要求具有足够的封存容量和较高的渗透性,因此优选大间隙(如砂粒);而“屏蔽层”为了防止CO2的移动,优选小间隙(如泥颗粒),选择屏蔽层中的间隙(孔隙)小于10nm且密度约为封存层(小于10μm)的1,000倍的地质。

通过注入井注入封存层的CO2通过物理方法或化学方法得以捕获(封存)在地下。

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