孫騰民，劉世奇，汪 濤

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 低碳能源研究院，江蘇 徐州 221008；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 江蘇省煤基溫室氣體減排與資源化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221008；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院 ，江蘇 徐州 221116；4.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 煤層氣資源與成藏過(guò)程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116)

0 引 言

化石能源在全球能源系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。化石能源的大規(guī)模使用產(chǎn)生了大量CO2、CH4、N2O等溫室氣體，加劇了全球氣溫變暖的趨勢(shì)。其中，CO2含量多，所占比例大，對(duì)全球升溫的貢獻(xiàn)最大。據(jù)全球碳地圖集2019年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，自2006年我國(guó)CO2排放量超過(guò)美國(guó)，連續(xù)14 a成為全球最大的溫室氣體排放國(guó)，減排壓力巨大[1]。

碳捕集、利用與封存(Carbon Capture,Utilization and Storage，CCUS)技術(shù)被認(rèn)為是減少化石能源發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中CO2排放的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)的預(yù)測(cè)，2070年要實(shí)現(xiàn)全球陸地地表氣溫增加量控制在1.5 ℃以內(nèi)，CCUS技術(shù)可分別貢獻(xiàn)鋼鐵、水泥、化工、燃料轉(zhuǎn)換和發(fā)電行業(yè)25%、61%、28%、90%和16%的碳減排量[2]。目前，包括IEA在內(nèi)的全球主要能源研究機(jī)構(gòu)、主要碳減排積極倡導(dǎo)組織和國(guó)家一致將CCUS技術(shù)作為未來(lái)的主要碳減排技術(shù)。CO2地質(zhì)封存是CCUS技術(shù)的重要組成部分，是國(guó)際公認(rèn)的減少CO2排放的地質(zhì)處置方法，其主要封存地質(zhì)體包括深部咸水層、正在開采或枯竭的油氣田、深部不可采煤層、玄武巖層、淺海等[3-5]。中國(guó)能源消費(fèi)以煤炭為主，2020年煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的56.8%(數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局)，其中，燃煤電廠是主要的大型CO2排放點(diǎn)源，發(fā)展CO2地質(zhì)封存技術(shù)是減少煤炭燃燒過(guò)程中碳排放的有效途徑之一，將有效助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

筆者系統(tǒng)梳理了CO2地質(zhì)封存潛力及適宜性評(píng)價(jià)理論研究進(jìn)展，以期以及我國(guó)主要封存地質(zhì)體CO2封存潛力評(píng)價(jià)結(jié)果，以期為我國(guó)CCUS示范工程選址提供參考。

1 CO2地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)方法

1.1 CO2地質(zhì)封存潛力表征模型

CO2地質(zhì)封存是將CO2以吸附態(tài)、游離態(tài)、水溶態(tài)和礦化態(tài)等形式儲(chǔ)集于封存地質(zhì)體中。封存地質(zhì)體的CO2封存潛力受其規(guī)模、封閉性、埋深、孔隙度、滲透率、溫度、壓力、地應(yīng)力、水文等地質(zhì)條件，以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政策措施等因素綜合影響。BACHU和SHAW[6]最先系統(tǒng)地提出了CO2地質(zhì)儲(chǔ)存潛力評(píng)價(jià)方法理論[6]，之后IPCC(政府間氣候變化專門委員會(huì))提出了CO2地質(zhì)儲(chǔ)存潛力與適宜性評(píng)價(jià)的總體框架[4]。目前，常采用BOND提出的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)資源金字塔模型表征CO2地質(zhì)封存潛力[7]，該模型為CO2地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)奠定了理論基礎(chǔ)(圖1、圖2)。

圖1 碳捕集、利用與封存技術(shù)示意[5]Fig.1 Sketch map of CCUS[5]

圖2 技術(shù)-經(jīng)濟(jì)資源金字塔模型示意[7]Fig.2 Diagram of technology-economic resources pyramid model[7]

該模型根據(jù)評(píng)估目的和封存地質(zhì)體認(rèn)識(shí)程度將CO2地質(zhì)封存潛力劃分為理論封存量、有效封存量、實(shí)際封存量和匹配封存量4個(gè)等級(jí)，封存潛力的確定性逐步提高，而封存費(fèi)用依次降低。理論封存量指封存地質(zhì)體中CO2的理論最大封存量，是封存地質(zhì)體能夠提供給CO2的物理空間極限量；有效封存量是理論封存量的子集，考慮了地質(zhì)條件與工程條件對(duì)封存量的影響；實(shí)際存封存量是有效存封存量的子集，進(jìn)一步考慮了技術(shù)、法律、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)條件對(duì)封存潛力的影響；匹配封存量是實(shí)際封存量的子集，是通過(guò)CO2排放源和封存場(chǎng)地詳細(xì)匹配得到的[8-9]。對(duì)于不同的封存地質(zhì)體，學(xué)者提出了特定的CO2封存潛力的概念。例如，針對(duì)深部煤儲(chǔ)層CO2地質(zhì)封存，桑樹勛等[10]提出極大存儲(chǔ)容量和有效存儲(chǔ)容量，前者相當(dāng)于技術(shù)-經(jīng)濟(jì)資源金字塔模型中的理論存儲(chǔ)容量，后者指在具體地質(zhì)條件下可存儲(chǔ)的容量，介于技術(shù)-經(jīng)濟(jì)資源金字塔模型中的理論儲(chǔ)存容量和有效儲(chǔ)存容量之間。

1.2 CO2地質(zhì)封存適宜性評(píng)價(jià)體系

CO2地質(zhì)封存潛力主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)條件、地質(zhì)條件和理論計(jì)算等方式確定，其評(píng)價(jià)指標(biāo)以及各指標(biāo)的權(quán)重、分析方法尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)者一般根據(jù)封存地質(zhì)體特征、評(píng)估目的等自行制定。國(guó)外將CO2地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)分為國(guó)家/州級(jí)篩選、盆地級(jí)評(píng)價(jià)、場(chǎng)址描述、場(chǎng)址應(yīng)用4個(gè)階段[11]。評(píng)價(jià)初期，首先根據(jù)儲(chǔ)層及儲(chǔ)層流體特征、地表設(shè)施等對(duì)CO2地質(zhì)封存條件初步篩選，根據(jù)封存地質(zhì)體特征、評(píng)估目的等制定相應(yīng)的封存適宜性指標(biāo)系統(tǒng)[12-15]。初步篩選后，即對(duì)潛在封存儲(chǔ)層開展進(jìn)一步的評(píng)價(jià)和排序篩選，建立盆地級(jí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。最具代表性的是BACHU和ADAMS[16]針對(duì)加拿大的盆地提出的包含15項(xiàng)指標(biāo)的盆地級(jí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)加拿大的盆地進(jìn)行了盆地級(jí)別的封存潛力評(píng)價(jià)。此后在其基礎(chǔ)上，考慮區(qū)域地質(zhì)、地方保護(hù)、社會(huì)健康、封存安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，形成了一系列評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，例如，OLDENBURG等[17-21]在BACHU和ADAMS評(píng)價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮了CO2地質(zhì)儲(chǔ)存的健康、安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等因素。

借鑒國(guó)外學(xué)者所建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)上，綜合考慮我國(guó)沉積盆地的復(fù)雜性、CO2封存地質(zhì)條件特殊性，以及我國(guó)“循序漸進(jìn)、分步勘查”的礦產(chǎn)資源開發(fā)原則，國(guó)內(nèi)學(xué)者采用基于層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)方法，將我國(guó)CO2地質(zhì)封存適宜性評(píng)價(jià)工作劃分為國(guó)家級(jí)潛力評(píng)價(jià)、盆地級(jí)潛力評(píng)價(jià)、目標(biāo)區(qū)級(jí)潛力評(píng)價(jià)、場(chǎng)地級(jí)潛力評(píng)價(jià)和灌注級(jí)潛力評(píng)價(jià)5個(gè)階段[22-25]，并建立了表1所示的工作流程與評(píng)價(jià)體系。

表1 中國(guó)二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存潛力與適宜性評(píng)價(jià)地質(zhì)工作階段劃分[25]Table 1 Geological working stage of potential and suitability assessment of CO2 geological storage in China[25]

1.3 CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法

CO2地質(zhì)封存量計(jì)算是封存潛力評(píng)價(jià)的主要任務(wù)之一，CO2地質(zhì)封存量與封存方式密切相關(guān)。地質(zhì)體中，CO2存在多種封存方式，包括吸附封存、構(gòu)造圈閉封存、溶解封存、礦化封存和殘留封存等[26]。碳封存領(lǐng)導(dǎo)人論壇(Carbon Sequestration Leaders Forum，CSLF)將CO2地質(zhì)封存方式分為物理封存和化學(xué)封存，其中吸附封存、構(gòu)造圈閉封存和殘留封存屬于物理封存，溶解封存和礦化封存屬于化學(xué)封存[27-28]。

不同封存地質(zhì)體中主要封存方式存在差異，CO2封存量的計(jì)算方法也因此不同。目前所采用的CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法主要確定的是理論封存量和有效封存量[29]。

1)深部不可采煤層CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法。深部不可采煤層中CO2的封存方式主要包括吸附封存、構(gòu)造圈閉封存、溶解封存和礦物封存，其中吸附封存是煤層區(qū)別于其他地質(zhì)體的主要封存形式。目前國(guó)際上通用的深部不可采煤層中CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法主要有4種：CSLF(Carbon Sequestration Leaders Forum，碳封存領(lǐng)導(dǎo)人論壇)計(jì)算方法(式(1))、DOE(United States Department of Energy，美國(guó)能源部)計(jì)算方法(式(2))，采用不同封存類型總和的計(jì)算方法(式(3))，以及簡(jiǎn)化的CSLF計(jì)算方法(式(4))[26,30-31]。

MCO2=PPGIρgRE

(1)

式中：MCO2為CO2封存量；ρg為CO2密度；PPGI為煤層可產(chǎn)氣量，PPGI=煤儲(chǔ)層體積×煤密度×甲烷含量×完成率×采出率，RE為CO2與CH4的體積置換比。

MCO2=ρgAcoalh(Va+Vf)E

(2)

其中，Acoal為目標(biāo)煤層面積；h為目標(biāo)煤層厚度；Va為單位體積煤的CO2吸附量；Vf為單位體積煤中CO2游離量；E為CO2儲(chǔ)層的有效因子，包括：煤中CO2封存的適用性，吸附能力，浮力特征，運(yùn)移能力，飽和吸附量等[30]。

MCO2=Mv+Mw+Mads+Ma

(3)

式中：Mv為煤層中游離態(tài)CO2質(zhì)量；Mw為煤層中溶解態(tài)CO2質(zhì)量；Mads為目標(biāo)區(qū)煤的剩余探明地質(zhì)儲(chǔ)量中總的CO2吸附量；Ma為目標(biāo)區(qū)煤的新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量中總的CO2吸附量。

MCO2=0.1ρgGRfRE

(4)

式中:G為煤層氣資源量；Rf為煤層氣采出率。

2)深部咸水層CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法。研究表明，CO2在咸水層中主要有4種封存方式：構(gòu)造圈閉封存、殘留封存、溶解封存和礦化封存[25-30]。深部咸水層中CO2地質(zhì)封存量的計(jì)算方法與深部不可采煤層CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法相近，主要有4種：CSLF計(jì)算方法(式(5))、DOE計(jì)算方法(式(6))、歐盟計(jì)算方法(式(7))，ECOFYS和TNO-TING計(jì)算方法(式(8))[10,26,31-34]。

MCO2=Ms+Mr+Md

(5)

式中：Ms為構(gòu)造圈閉封存的CO2質(zhì)量；Mr為殘留封存的CO2質(zhì)量；Md為溶解封存的CO2質(zhì)量。

因此，編纂委員會(huì)等同于編輯委員會(huì)，編纂部實(shí)際上是編目部，二者有著明確的區(qū)別。但由于編纂部成立之初的職責(zé)中包含了“出版物之設(shè)計(jì)及編纂事項(xiàng)”，因此它和編纂委員會(huì)在職責(zé)分工上又有所交叉，在業(yè)務(wù)上發(fā)生了一定的聯(lián)系。比如編纂部主任及編纂部中文編目組組長(zhǎng)、西文編目組組長(zhǎng)、索引組組長(zhǎng)均擔(dān)任編纂委員會(huì)的當(dāng)然委員或委員。直到1935年2月，為了“用符名實(shí)”［3］，國(guó)立北平圖書館將編纂部改為編目部，編纂委員會(huì)委員改稱編纂，對(duì)編目和編纂的人事與業(yè)務(wù)做出了清晰劃分。此后，“編纂委員會(huì)”這一名稱也不再使用。1936年7月以后開始使用“編纂室”的名稱。

MCO2=ρgAHφ

(6)

式中：A為目標(biāo)咸水層面積；H為目標(biāo)咸水層厚度；φ為目標(biāo)咸水層孔隙度。

MCO2=AFACSFH

(7)

式中：FAC為深部咸水層覆蓋系數(shù)；FS為埋存系數(shù)。

MCO2=ρgAH×0.01×0.02φ

(8)

其中，0.01為深部鹽水層1%的體積為構(gòu)造地層圈閉；0.02為2%的構(gòu)造地層圈閉可用于CO2封存。

另外，李小春等[33]提出了考慮溶解度的CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法(式(9))。

MCO2=aAHηφRρwM

(9)

其中：a為可用于封存CO2的咸水層平面分布范圍占總盆地的比例，可取0.01；η為含水層厚度占總沉積層的比例，可取經(jīng)驗(yàn)值0.1；R為地層水總CO2溶解度；ρw為封存深度條件下飽和CO2的咸水密度；M為CO2的摩爾質(zhì)量。

3)油氣藏CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法。油氣藏CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法主要基于物質(zhì)平衡方程而建立，其基本假設(shè)條件是已采出的油氣所讓出的空間均可用于CO2封存[16,35]。BACHU和ADAMS[16]提出了利用CO2驅(qū)油的封存量計(jì)算公式，將CO2封存量劃分為CO2突破前和突破后分別計(jì)算；沈平平在參考國(guó)外研究基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)油氣藏開發(fā)特點(diǎn)提出了考慮溶解封存的理論封存量計(jì)算方法[35]。

2 中國(guó)主要地質(zhì)體CO2封存潛力

2.1 深部不可采煤層CO2封存潛力

表2 中國(guó)主要含煤盆地CO2封存量[36]Table 2 CO2 storage capacity of main coal bearing in China[36]

表3 中國(guó)45個(gè)主要含煤盆地CO2封存量[37]Table 3 CO2 storage capacity for 45 coal bearing basins in China[37]

更多學(xué)者針對(duì)我國(guó)單個(gè)盆地的CO2封存潛力開展了更精確的評(píng)估。姚素平等對(duì)江蘇省煤層地質(zhì)情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，認(rèn)為江蘇省煤層CO2封存的有利區(qū)主要集中在埋深1 000 m以上的煤層中，并將江蘇省煤層劃分為蘇南含煤區(qū)、徐州煤礦區(qū)以及豐沛煤礦區(qū)分別進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果顯示江蘇省煤層CO2封存總量超過(guò)3×108t，其中蘇南含煤區(qū)CO2封存量為8.1×107t，徐州煤礦區(qū)CO2封存量近1.5×108t，豐沛煤礦區(qū)為8.7×107t[38](表4)。桑樹勛等將沁水盆地3號(hào)煤層劃分為超臨界CO2封存區(qū)域和亞臨界CO2封存區(qū)，并由沁水盆地南部鄭莊區(qū)塊的CO2封存量估算出整個(gè)沁水盆地3煤層的CO2封存量，認(rèn)為沁水盆地3號(hào)煤層CO2封存量可觀，CO2的理論封存量和理論有效存封存量分別達(dá)273.4×107t和136.8×107t，其中，理論吸附封存量、理論游離封存量和理論溶解封存量分別為238.4×107、336.4×106和150.5×105t，理論有效存吸附封存量、理論有效存游離封存量和理論有效存溶解封存量分別為119.0×107、121.8×106、75.2×105t[10](表5)。同時(shí)，桑樹勛等基于沁水盆地3號(hào)煤層超臨界CO2封存區(qū)域和亞臨界CO2封存區(qū)的5個(gè)封存子區(qū)域(圖3)，計(jì)算得到各封存區(qū)域的CO2封存容量，其中超臨界CO2封存區(qū)的CO2理論存儲(chǔ)容量為228.1×107t，理論有效存儲(chǔ)容量為114.0×107t，占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)[10]。

表4 江蘇省各地區(qū)煤層CO2封存量估算值[38]Table 4 Estimation of CO2 storage resources in Jiangsu Province[38]

表5 沁水盆地3號(hào)煤層CO2煤層存儲(chǔ)能力評(píng)價(jià)結(jié)果[10]Table 5 Evaluation of CO2 storage capacity of No.3 coal seam in Qinshui Basin[10]

圖3 沁水盆地3號(hào)煤層CO2封存區(qū)域劃分[10]Fig.3 CO2 storage regions of No.3 coal seam in Qinshui Basin [10]

2.2 深部咸水層封存CO2封存潛力

我國(guó)深部咸水層CO2封存量的估算基本采用考慮溶解度的CO2封存量計(jì)算方法(式(9))。李小春等利用該方法計(jì)算了我國(guó)24個(gè)主要沉積盆地的深部咸水層理論CO2封存量，結(jié)果顯示可封存量為143.5×109t[33]。李琦等[39]在此基礎(chǔ)上考慮了我國(guó)沉積盆地含水系統(tǒng)的差異，將25個(gè)主要沉積盆地劃分為三種類型含水系統(tǒng)，分別建立模型后計(jì)算得到CO2封存量為119.20×109t。研究認(rèn)為，相對(duì)于考慮溶解度的CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法，CSFL計(jì)算方法(式(5))根據(jù)封存機(jī)理的不同將咸水層中CO2封存量分為構(gòu)造封存量、殘余氣封存量以及溶解封存量，評(píng)估結(jié)果更為準(zhǔn)確[40]。張冰等[40]采用CSFL計(jì)算方法估算了鄂爾多斯盆地一級(jí)構(gòu)造單元的咸水層CO2封存潛力(圖4)，認(rèn)為鄂爾多斯盆地深部咸水層的CO2有效地質(zhì)封存量為13.32×109t。ZHU等[41]基于源-匯匹配方法，評(píng)估了蘇北-南黃海盆地CO2地質(zhì)封存量為52.1×106t，按斷層可劃分為28個(gè)封存區(qū)塊(圖5)。

圖4 鄂爾多斯盆地深部咸水層CO2有效封存潛力[40]Fig.4 CO2 effective storage capacity of deep saline formation in Ordos Basin [40]

圖5 蘇北-南黃海盆地CO2地質(zhì)封存量 [41]Fig.5 CO2 geological storage capacity of Subei-south Huanghai Basin[41]

2.3 枯竭油氣藏CO2封存潛力

油氣產(chǎn)出后，油氣藏剩余的地下空間本身就是一個(gè)良好的CO2地質(zhì)封存場(chǎng)所。相比咸水層、煤層，油氣藏具有良好的封閉性，往往無(wú)需進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，只需從盆地的一級(jí)構(gòu)造單元入手即可，而油氣開采工作中所積累的地質(zhì)資料也為CO2注入提供了資料保障[42]?？萁哂蜌獠谻O2封存一般屬于物理封存，其封存量即為油氣開采后所產(chǎn)生的能夠用于封存CO2的空間體積。由于油氣開采一般采用注水開發(fā)，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，油氣開采后的地下空間會(huì)被水填充，注入的CO2只能排出大部分水，剩余部分才是理論上的CO2地質(zhì)封存量[42]。要進(jìn)一步得到更精確的封存量，則需要以物質(zhì)平衡法和類比法為基礎(chǔ)結(jié)合數(shù)值模擬獲得[35]。劉延峰等[42]根據(jù)第2、3次全國(guó)天然氣資源評(píng)估結(jié)果，計(jì)算得到我國(guó)主要含油氣盆地的CO2地質(zhì)封存量約為30.5×109t，此次評(píng)估結(jié)果相對(duì)比之前的評(píng)估結(jié)果更加精確(表6)，其中結(jié)果已進(jìn)行了近似處理。

表6 中國(guó)主要含油氣盆地CO2封存量計(jì)算結(jié)果對(duì)比Table 6 Calculation and comparison of CO2 storage in major oil-and gas-bearing basin in China

2.4 淺海CO2封存潛力

淺海CO2封存主要有2種方式：①靠近大陸的大陸架部分的沉積盆地可用于封存CO2；②由于CO2獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，可將其注入海洋深部，達(dá)到一定壓力后，液態(tài)CO2會(huì)在海洋深部聚集形成類似“CO2湖”。研究表明，如果CO2注入的深度足夠，可以和海水形成水化物沉積在海底，從而達(dá)到固碳的目的[43]。除此之外，也可將CO2以干冰的形式注入深海，達(dá)到水體封存CO2的目的。另外KOIDE等[44]還提出了利用深海沉積物封存CO2，其封存機(jī)理類似于深部咸水層CO2封存，即注入的CO2在水體中溶解、運(yùn)移擴(kuò)散后與沉積物中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)從而被固定；CALDEIRA和RAU等[45]研究認(rèn)為，可通過(guò)提高海水的PH值促進(jìn)CO2在海水中的溶解量，然后再向其中加入石灰粉抵消增加的PH值，分析顯示在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

我國(guó)目前只對(duì)大陸架部分的沉積盆地CO2封存量進(jìn)行了粗略估算，對(duì)海洋水體的CO2封存潛力尚未開展評(píng)估。對(duì)大陸架的沉積盆地的適宜性評(píng)價(jià)，李小春等[33]在評(píng)價(jià)我國(guó)咸水層CO2封存潛力時(shí)，對(duì)大陸架沉積盆地的CO2封存量進(jìn)行了簡(jiǎn)單計(jì)算，認(rèn)為我國(guó)大陸架沉積盆地的CO2封存量約為661.25×108t；霍傳林[46]首次將CO2封存潛力模型應(yīng)用于淺海沉積盆地，并提出了CO2海底封存區(qū)規(guī)劃指標(biāo)體系與評(píng)估方法，評(píng)價(jià)計(jì)算得到中國(guó)近海總的CO2有效封存量為25×1011t。

3 結(jié)論及展望

通過(guò)對(duì)我國(guó)目前CO2地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)工作的梳理可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)CO2地質(zhì)封存潛力巨大，具有廣闊的前景。其中，對(duì)深部不可采煤層和深部咸水層CO2封存潛力的研究相對(duì)較大，具有相對(duì)明確的理論封存潛力和有效封存潛力；而枯竭油氣藏和淺海CO2封存潛力的研究尚不成熟。我國(guó)作為全球最大的溫室氣體排放國(guó)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的任務(wù)艱巨性，CO2地質(zhì)封存將成為我國(guó)2030年以后實(shí)現(xiàn)碳去峰和2060年實(shí)現(xiàn)碳中和必不可少的技術(shù)方向，可以在避免能源結(jié)構(gòu)過(guò)激調(diào)整、保障能源安全的前提下完成減排，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主向可再生能源為主平穩(wěn)過(guò)渡。然而目前相對(duì)于我國(guó)的CO2排放量和減排需求，CO2地質(zhì)封存的減排貢獻(xiàn)仍然很低，大量工作仍需進(jìn)一步開展。在CO2地質(zhì)封存潛力評(píng)估方面，有如下4個(gè)方面展望：

1)進(jìn)一步核實(shí)深部不可采煤層和深部咸水層CO2封存潛力。通過(guò)更細(xì)致的地質(zhì)勘察工作，查明地質(zhì)體中的有利圈閉，明確CO2封存目標(biāo)區(qū)域、目的層系，更新我國(guó)CO2地質(zhì)封存潛力，以服務(wù)大規(guī)模示范工程開展。

2)跟進(jìn)枯竭油氣藏和淺海CO2封存潛力研究。油氣藏CO2封存從以油氣增產(chǎn)為目的過(guò)渡為CO2減排為目標(biāo)，完善大陸架沉積盆地CO2封存潛力評(píng)估，開展海洋水體的CO2封存潛力評(píng)估與適宜性評(píng)價(jià)。

3)明確CO2地質(zhì)封存適宜性評(píng)價(jià)體系及指標(biāo)選取。現(xiàn)今CO2地質(zhì)封存適宜性的評(píng)價(jià)指標(biāo)基本通過(guò)層次分析法獲取，為更好地服務(wù)CO2地質(zhì)封存示范工程，需要進(jìn)一步對(duì)CO2地質(zhì)封存適宜性評(píng)價(jià)體系及指標(biāo)進(jìn)行修正，從而獲得更精確的實(shí)際封存量和匹配封存量。

4)完善CO2地質(zhì)封存量計(jì)算方法。例如，深部咸水層CO2地質(zhì)封存方面，計(jì)算方法中如何將理想的純NaCl溶液假設(shè)過(guò)渡至實(shí)際CO2-混合鹽體系；深部不可采煤層CO2地質(zhì)封存方面，如何改進(jìn)吸附模型，從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)超臨界CO2的吸附封存量。