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CCS——更安全的碳捕获和储存技术

 

 

来源:牛津大学                                                                   发布时间:2021 年 12 月 22 日

 

       在过去50 年里,大气中的二氧化碳(CO2) 水平显着增加,导致全球气温升高和气候突变。碳捕获和封存(CCS)是科学家们希望在应对气候危机中发挥重要作用的新技术之一。

       英国政府最近选定了4个地点来开发价值数十亿英镑的CCS项目,该项目作为到2030年每年从重工业生产中削减2000-3000万吨二氧化碳计划的一部分,其他国家也做出了类似的减排承诺。

       与深层盐水含水层相比,枯竭的油气储层的存储潜力较小(10%),但被视为早期开发地质CO2存储技术的关键机会。在过去的历史中,CO2被注入到许多枯竭的油气储层中作为一种提高采收率(CO2-EOR)的手段。这也是评估注入的碳在工程时间尺度上的生物地球化学行为的独特方式。除了计算机模拟和基于实验室的实验之外,了解CCS如何在实际应用中发挥作用,对于提供安全可靠的CO2地质封存技术的至关重要。

       一篇发表在《自然》杂志上的一篇论文中,来自牛津大学的一个国际合作团队研究了美国路易斯安那州CO2-EOR淹没油田中CO2的行为。这项研究首次将最新的同位素示踪技术(稀有气体、块状和稳定同位素数据)与微生物数据相结合,探究了注入CO2的去向。研究者将CO2-EOR淹没油田与相邻未受CO2-EOR影响油田的生物地球化学成分进行了比较。数据表明,CO2-EOR留下的高达74%的CO2溶解在地下水中。出乎意料的是,研究还揭示了微生物产甲烷作用将注入的二氧化碳转化为甲烷的比例高达13-19%。而甲烷是比二氧化碳更强的温室气体,与二氧化碳相比,甲烷的可溶性、压缩性和反应性都较差。因此,如果产生甲烷,它会减少可以安全地注入这些地点的二氧化碳量。因此在未来的CCS选址中也应考虑到甲烷产生的因素。

        此外,研究人员认为,这一过程正在其他富含CO2 的天然气田和CO2-EOR 油田中发生,且温度也是一个关键的因素。许多碳捕获与封存的地质目标太深太热,微生物无法发挥作用。然而如果二氧化碳从较深的高温系统泄漏到类似的较浅较冷的地质结构中,其中存在微生物,微生物参与的过程则可能会发生。这项研究对于确定未来的CCS目标、建立安全的基线条件和长期监测至关重要,对低风险、长期的碳储存有重要指导作用。

 

 

 

原文链接:Safer carbon capture and storage

编译:李新