二氧化碳用于地质资源开发及同步封存技术

摘要

目前中国的化石燃料是一次能源消费的最大来源，即以煤为基础的化石燃料在80%以上。要达到“双碳”的目标，大幅减少碳排放的重要途径为碳捕捉和储存技术（CCS）。该文综述了CO2驱采石油、卤水、天然气和可燃冰等各类地质资源并实现对地质资源不同层次封存的方法，与传统的开发方法相比，CO2驱采油的碳足迹低而且能充分利用已有的油田空间进行CO2封存。深度卤水的CO2的封存能力可以维持大气的CO2浓度在450×10-6的水平，而其矿物质也可以发生变化形成经济价值从而补偿CO2封存的成本部分。CO2与驱动甲烷等其他气体相比，储层的性质、注入压力和温度等因素影响驱油的效率，但是一个好的储气层封闭能力有助于减少CO2的垂直方向上的逃逸和损失，CO2地质封存联合高浓盐水处理、CO2与地下煤气化、CO2联合干热岩开发等相关技术也进行了讨论。联合CO2地质封存与高浓盐水处理，使得二者获得共赢发展；同时，CO2在高浓盐水中的高硬度会加速其碳酸化的过程。尽管CO2能够作为气体组分调节合成气组成，但其作为气化的一种气态反应物很难控制，并且由煤气化产生的地下空腔也有能力用来存储CO2。另外，用CO2辅助干热岩开采可节省水资源、降低管道腐蚀风险，但同时较大量的CO2消耗却有可能对储藏效果构成威胁。最后，我们系统分析了CCS（碳捕集、利用、封存）过程的整套设备缺失、理论认知偏差、技术成本较高及其潜在应用前景问题。