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何为海洋地质碳封存?二氧化碳如何在海底安家?记者探访揭秘

媒体:半岛都市报  作者:王丽平
专业号:林森
2024/7/8 6:55:04

7月7日,青岛市海洋地质碳封存工程研究中心、青岛市海洋地质碳封存重点实验室在青岛揭牌,这是我国首个以海洋地质碳封存为主要方向的工程研究中心和重点实验室。

何为海洋地质碳封存?又是如何让二氧化碳在海底安家呢?记者采访了我国海域二氧化碳地质封存潜力评价工作牵头负责人、青岛海洋地质研究所研究员、青岛市海洋地质碳封存工程研究中心和重点实验室主任陈建文,为大家揭秘海底碳封存。

我国海域二氧化碳地质封存潜力评价工作牵头负责人、青岛海洋地质研究所研究员、青岛市海洋地质碳封存工程研究中心和重点实验室主任陈建文

我国海域碳封存潜力达2.58万亿吨

陈建文介绍,海洋地质碳封存通俗来讲就是将工业生产、能源利用等过程中产生的二氧化碳捕集,然后压缩灌注到海底并将其永久封存于海底。

“海洋地质碳封存因为其潜力大、安全性高、环境风险小等特点,已是全球CCUS的重点发展方向。”陈建文介绍。

陈建文(站立着)在指导学生

沿海地区是我国工业集聚区域,也是二氧化碳集中排放区域,占到全国碳排放总量的47%。由于沿海省市特殊的地质条件和人口密集,其陆地上很难找到合适的碳封存场地。而我国海域发育众多的沉积盆地为二氧化碳地质封存提供了有利条件。

去年,自然资源部中国地质调查局首次发布我国海域二氧化碳地质封存潜力评价结果。这份评价结果就是由中国地质调查局青岛海洋地质研究所牵头完成的。

“这是我国首次利用实测资料对中国海域开展的系统、全面的二氧化碳潜力评价,也建立了适合我国海域地质条件的地质碳封存潜力与适宜性评价技术体系,系统评价了我国海域三个级别地质碳封存潜力,基本查明我国海域地质碳封存资源家底。”陈建文介绍,评估结果表明,我国海域碳封存潜力达2.58万亿吨。“这为我国二氧化碳海底封存提供了巨大空间,对我国实现碳中和具有重要意义,也为我国沿海省市碳中和提供重要路径。”

二氧化碳超临界状态输送

那如何让二氧化碳在海底安家呢?陈建文向记者做了通俗解读,首先我们需要在海底寻找到能储存二氧化碳的地方,二氧化碳在海底主要封存于沉积盆地,其封存的介质有咸水层、不可采的煤层等,其中咸水层的封存量占二氧化碳地下封存量的90%以上。同时,咸水含水层之间的相对隔水层有较好的封闭条件,是二氧化碳封存的主要区域。

海底碳封存示例图

海底的位置选好了,陆地上的二氧化碳就可以向那里输送了。首先要对捕集来的二氧化碳用机器进行压缩,压缩成密度接近液体而粘度接近气体的超临界状态,“这样体积缩小了,也便于运输。”

然后将压缩了的二氧化碳通过运输车或者管道运送到海洋作业平台,在那里存放,并用钻井逐步将其灌注到找好的咸水层中。

陈建文介绍,灌注的速度不能过快,超临界状态的二氧化碳有一定的流动性,但在海底岩层中的渗透还是需要时间的,要让其慢慢在岩层中流动。

据了解,目前我国已经有一个海底碳封存示范工程——珠江口盆地恩平15-1油田碳封存示范工程,它的启动标志着我国初步形成了海上二氧化碳注入、封存和监测的全套技术和装备体系。陈建文介绍,该示范工程从去年6月份开始正式灌注,二氧化碳年封存量达30万吨,日最大灌注量达到20万方。

其实在国际上,早有国家实施二氧化碳封存,如挪威、丹麦等国家在北海海床下进行碳封存。据报道,挪威的斯莱普耐尔项目自1996年灌注以来已累计超过2000万吨二氧化碳,年封存量100年万吨,该项目还在持续灌注中。

期望启动南黄海千万吨级海洋地质碳封存项目

陈建文介绍,从全球来看,海洋地质碳封存的发展大致分为4个阶段,包括理论研究阶段、潜力评价阶段、工程示范阶段和商业应用阶段。我国目前处于潜力评价阶段的早期和工程示范阶段的探索期,未来在实现海底碳封存方面我们还有很长路要走。

“去年我们已经在南黄海选出4个区带,今年将在这4个区带的基础上优选场地,为未来建设离岸碳封存示范工程做好基础。”陈建文表示,“未来,依托两个海洋地质碳封存科技创新平台,我们将着力构建海洋地质碳封存全链条技术及相应标准体系,研发配套装备与仪器设备。希望在青岛市政府统筹协调和市双碳产业联盟的框架下, 2027年启动南黄海千万吨级海洋地质碳封存项目,2030年推动项目落地实施,助力青岛绿色低碳高质量发展。”

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