国内外CO2运移监测技术和方法研究新进展

朱希安 汪毓铎

(北京信息科技大学光电信息与通信工程学院,北京 100101)

1 前言

近三十年来,“全球气候变化”和“全球变暖”等相关问题,已从学术研究课题成为全球各国首脑峰会的主要议程。根据美国夏威夷Mauna Loa观测台、中国气象局瓦里关山全球大气观测站及南极Law Dome冰心资料提供的数据,大气CO2质量分数将由1750年前的280×10-6提高到2000年的368×10-6(增加31%±4%)。预计到2100年,大气的CO2质量分数将达到540×10-6～970×10-6,由此将产生十分严重的后果。目前我国CO2年排放量仅次于美国,居世界第二位,预计到2025年,我国的CO2排放总量很可能超过美国,居世界第一位,作为温室气体排放大国的形象将更加突出,使我国在气候变化问题上面临巨大压力。

我国的煤层气资源非常丰富,煤层气资源量约为116.8×10-12m3,埋深2000～4000m范围的煤层气资源量约为50×10-12m3,这部分埋藏较深的资源由于开发成本较高,虽然在短期内很难加以利用,但碳封存技术的出现为开发和利用深部煤层气资源提供了可能的技术条件。

发展完善适合中国国情的规模化CO2捕集、埋存及高效利用理论并将研究成果转化为技术,实施CO2长期地质埋存和资源化利用的示范,将成为我国科研人员对CO2减排、储存和资源化利用的研究目标。为此,“十二五”期间,国家设立了大型油气田及煤层气开发国家科技重大专项,对潜在的油气资源和煤层气资源进行了深度的研究与开发。其中CO2的埋存与置换甲烷技术的研究是项目2011ZX05042-003的重要研究内容。

2 CO2的捕获与地质埋存

上世纪90年代,国际能源署IEA对世界储层CO2埋存潜力做了评估,如表1所示,政府间环境变化组织IPCC也对世界储层CO2埋存量做了评估,如表2所示。……