地质地层封存
大规模地质储存二氧化碳所需的许多技术已经存在。因为广泛石油行业根据经验,二氧化碳注入井的钻井、注入、增产和完井技术已经存在,并且正在模仿当前的二氧化碳项目。事实上,二氧化碳注入井的设计与油田注气井的设计非常相似天然气存储项目。在地质构造中捕获和储存二氧化碳提供了一种消除二氧化碳排放到大气中的方法,方法是从大型固定源捕获二氧化碳,将其运输(通常通过管道),并将其注入合适的深层岩层。数百万年来,二氧化碳的地质储存一直是地球上地壳的一个自然过程;有很多碳储层现在有煤炭,石油,天然气,富含有机物的页岩,还有碳酸盐岩.事实上,在亿万年的时间里,二氧化碳是从生物活动、火成岩活动和岩石之间发生的化学反应中产生的,而流体和气体自然地积聚在地下地层中。
20世纪70年代初,作为“提高石油采收率”工作的一部分,美国德克萨斯州首次有目的地将二氧化碳注入地下地质地层。在这一努力取得成功的基础上,大约在同一时期还提出了应用同样的技术储存人为CO2作为温室气体减缓备选办法,但在实际封存方面并没有做多少工作。直到近20年后,也就是20世纪90年代初,研究小组才开始更认真地考虑这个想法。1996年,挪威国家石油公司及其在北海Sleipner气田的合作伙伴开始了世界上第一个大型存储项目。在他们的带领下,到20世纪90年代末,美国、欧洲、加拿大、日本和澳大利亚启动了几个研究项目。石油、煤炭开采和发电公司对这项技术产生了很大的兴趣,因为它是各自行业中减少废物副产品的一种选择。
从最初的推动开始,许多与ipcc有联系的环境科学家开始参与其中地质封存作为对抗全球变暖的可行选择。目前的重要问题是,这项技术是否(1)安全,(2)环境可持续性,(3)成本效益,(4)能够广泛应用。
地质储存在几种类型的沉积盆地中是可行的,如油田、枯竭气田、深部煤层和盐酸盐地层。地层也可以位于海上和海上。近海油田通过管道从岸上或从海上平台.大陆架和一些相邻的深大陆架海洋沉积盆地也是潜在的地点,但深海海底地区是不可行的,因为它们往往太薄或不透水。洞穴和玄武岩是其他可能的地质储存区域。
地质储存方案概述
1油气藏枯竭
在增强型油中使用二氧化碳气体回收
3深层盐水地层- (a)近海(b)陆上
增强型二氧化碳的使用煤层甲烷复苏
1油气藏枯竭
2利用二氧化碳提高油气采收率
3深层盐水地层- (a)近海(b)陆上
4 co2在提高煤层气采收率中的应用
二氧化碳可以封存在地下深层地质构造中。
然而,并不是所有的沉积盆地都是很好的候选者。有些太浅,有些不够渗透,还有一些没有能力适当地控制二氧化碳。合适的地质构造需要厚厚的沉积物堆积,含盐水的渗透性岩层,广泛覆盖的低孔隙率岩石起到密封作用,结构简单。此外,可行的存储地点还必须在经济上可行,有足够的存储容量,技术上可行,安全,环境和社会可持续,并为社区所接受。世界上大多数人口都集中在沉积盆地下的地区。
下表列出了目前世界各地的一些地质储存项目:
当前地质构造内的碳封存项目
国家 |
项目名称 |
年开始 |
存储空间 |
挪威 |
斯莱 |
1996 |
20吨 |
加拿大 |
Weyburn |
2000 |
20吨 |
阿尔及利亚 |
InSalah |
2004 |
17吨 |
美国 |
盐河 |
2004 |
27吨 |
日本 |
Minami-nagoaka |
2002 |
10000吨 |
中国 |
沁水盆地 |
2003 |
150吨 |
最有效的地质储存地点是那些二氧化碳不流动的地方,因为它被永久地困在一个厚的、低渗透的密封中,被转化为固体矿物,或被煤微孔表面吸收,或通过物理或化学捕获机制的组合。如果处理得当,二氧化碳可以滞留数百万年。
在转换可能的当地和区域环境危害时,最大的危险是,如果二氧化碳从储存中渗出,人类暴露在高浓度的二氧化碳中可能会导致呼吸系统疾病。这就是为什么这些储存设施受到严密监控。
2007年11月,美国《盐湖论坛报》宣布,美国能源部计划在未来10年投入6700万美元,研究一种应对气候变化的技术解决方案,并将在犹他州进行试验。raybet雷竞技最新二氧化碳将被泵入碳县地下一英里深(1.6公里)的岩层中,用于长期地下储存。
犹他州州长洪博培(Jon Huntsman Jr.)的能源顾问丹妮•尼尔森(Dianne Nielson)表示:“我认为这种技术方法并不像有些人说的那么遥远。在犹他州,我们在研发方面有优势。”
犹他州的能源和政策制定者将这一机会视为抵消化石燃料污染的一种方式发电厂还有能源开发。
Brian McPherson是犹他州科学技术与研究(USTAR)聘请的工程学教授,负责为犹他州主要州立大学的新技术开发商业应用,目前正在参与涉及碳封存工程的前沿研究。
总共8800万美元用于研究和测试,主要用于法纳姆圆顶地层。这是犹他州东南角纳瓦霍印第安人保留地附近的废弃油气田的位置。然而,该项目可能会扩大并覆盖从新墨西哥州到蒙大拿州的地区,因为还有额外的地下地质盆地具有巨大的储存潜力,可能足以容纳主要来源100年的碳排放。
在这个项目中,液化二氧化碳将被注入到泥浆中岩层大约在沙漠表面以下5000英尺(1524米)。一层不透水的页岩盖住了地层。法纳姆巨蛋已经拥有了一个天然的二氧化碳池,它形成于1000万到5000万年前,直到1979年,这些二氧化碳都被用于生产干冰和软饮料。
犹他州州长洪博培(Jon Huntsman)正在积极寻找减少犹他州对全球变暖影响的方法。他和加州州长阿诺德·施瓦辛格一起签署了这项法案西部气候raybet雷竞技最新该倡议的目标是到2020年在整个地区减少15%的温室气体排放。
布莱恩·麦克弗森表示:“碳封存将是应对气候变化的一个很好的短期解决方案,因为世界正在转向raybet雷竞技最新可再生能源这些资源现在还处于萌芽阶段。”
这个项目也很好地展示了来自私营部门、学术界和政府部门的专业人士的团队合作。目前参与的专家来自犹他大学、犹他地质调查局、奎斯塔天然气公司、落基山电力公司、萨沃伊能源公司、蓝色资源公司、
纯净能源公司,纳瓦霍民族,以及新墨西哥矿业与技术学院。
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