碳封存与压缩气体地质储能现状、挑战与展望 - 何庆成; 李采; 郭朝斌; 汪心雯; 张保建; 杨利超; 李霞; 朱宇通 (水文地质工程地质, 2024)
X701%X141; 碳封存与地质储能对于减缓全球变暖、实现我国"双碳"目标都是不可缺少的重要技术.文章首先介绍了碳封存与地质储能的含义,明确两者的储库选择具有共性,含水层、枯竭油气层、盐穴都可作为储层,但碳封存要求长期储存,而地质储能则需多次循环储存和释放,选址评价时需充分考虑.碳捕集与封存(CCS)项目在全球快速增长,正在向网络化和集群化发展,我国CCS项目目前以CO2驱油为主,直接封存项目较少,但未来直接封存项目将成为主流,也在积极向集群式发展.我国碳封存地质条件良好,油气层封存潜力估计比较准确,咸水层封存潜力还存在较大不确定性.目前地质储能项目以盐穴压缩空气储能为主,德、美及我国共有5座压缩空气盐穴储能电站投产运行.我国盐穴资源丰富,但地质条件复杂,适宜的建库地点集中在东部地区,已有多个项目在建.相比盐穴,孔隙地层如含水层和枯竭油气层分布更广,具备储能潜力,但需解决多相流和化学反应等技术问题.现有场地选址、潜力评价、效率优化和监测预警技术与大规模实际工程应用要求仍存在显著差距.目前传统的水文地质勘查方法与技术已不能满足碳封存与地质储能的选址要求,另外也缺乏高效的CO2地质封存的地质环境背景监测与风险控制技术及针对储层及盖层压力和地应力变化的低成本、精准连续监测技术.在碳封存与地质储能工程应用中,一些关键设备组件(如监测、动力等)也比较缺乏自主知识产权的针对性设计与优化.我国储层模拟软件在超大规模实际场地复杂储层的高效模拟方面亟待突破.未来应在碳封存及地质储能资源调查与场地选址关键技术、碳封存与地质储能工程化装备方面加大研发力度,并针对咸水层、枯竭油气藏等主要储库资源开展多类型工程示范研究,建设多类型碳封存及压缩空气储能工程示范基地.