面向创新全链条的碳捕获、利用与封存领域技术机会预测

1

作者 毛荐其 陆高潮 +1 位作者 刘娜 魏延辉 《情报杂志》 北大核心 2025年第4期160-172,共13页

[研究目的]旨在预测CCUS领域的技术机会,涵盖基础研究、应用研究和商业化三个层面,为CCUS技术的创新发展提供系统性洞见和决策支持。[研究方法]搜集反映CCUS领域基础研究、应用研究和商业化的多源异构数据,通过改进的TextRank算法对文... [研究目的]旨在预测CCUS领域的技术机会,涵盖基础研究、应用研究和商业化三个层面,为CCUS技术的创新发展提供系统性洞见和决策支持。[研究方法]搜集反映CCUS领域基础研究、应用研究和商业化的多源异构数据,通过改进的TextRank算法对文本数据进行关键词提取,构建多重关键词共现网络,计算单层及双层共现网络的11个相似性指标,将隐藏神经元数和训练周期数进行遍历,确定BP神经网络模型参数的最佳配置,运用最佳模型对CCUS领域基础研究、技术研发以及商业化的三个层面的技术机会进行预测。[研究结果/结论]基础研究层面识别出生态系统与碳循环研究的融合及催化作用在CO_(2)资源转化中的应用等关键方向;应用研究层面,识别了催化作用和高效CO_(2)吸收分离技术等创新潜力区域;商业化层面,突出了低碳氢的制备与存储、CO_(2)捕获运输存储与转化等商业前景。 展开更多

关键词 碳捕获、利用与封存 创新链 BP神经网络 链路预测 技术机会

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二氧化碳地质封存地球物理监测技术研究进展与应用展望 被引量：3

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作者 章月华 刘彦 +2 位作者 吕庆田 陈召曦 严加永 《中国地质》 北大核心 2025年第1期159-179,共21页

【研究目的】全球升温是当今世界面临的严峻挑战之一,应运而生的二氧化碳地质封存是降碳减排的有效途径,但该过程对储层和盖层都可能带来一系列影响,存在二氧化碳泄露的风险。二氧化碳注入前后储层物性参数的改变为测井、地震、电磁及... 【研究目的】全球升温是当今世界面临的严峻挑战之一,应运而生的二氧化碳地质封存是降碳减排的有效途径,但该过程对储层和盖层都可能带来一系列影响,存在二氧化碳泄露的风险。二氧化碳注入前后储层物性参数的改变为测井、地震、电磁及重力等地球物理监测方法奠定了理论依据。【研究方法】本文首先概述了二氧化碳地质封存可能面临的风险及相应的地球物理监测方法,接着探讨了各种地球物理监测技术在二氧化碳地质封存领域的研究进展,最后分析了当前地球物理监测技术面临的技术挑战和应用限制,同时也展望了其发展前景。【研究结果】面对二氧化碳地质封存过程中可能出现的各种地质力学问题,可以针对性地采用各种地球物理监测方法。如地表变形问题,可采用InSAR、微震及时延重力方法;诱发地震问题,可采用微震方法;破坏井筒完整性问题,可采用测井方法。而在追踪二氧化碳羽流运移及潜在泄露情况时,时延重力/地震、微震及电阻率层析成像等多种方法都能够发挥重要作用。地球物理监测技术的研究进展给实际应用带来了很大信心,但技术本身的局限性、数据处理的复杂性以及现场环境制约等因素依然是不容忽视的挑战。随着人工智能的蓬勃发展,地球物理监测技术也迎来了新的发展机遇。此外,综合利用多源信息也将进一步推动地球物理监测技术的创新和发展。【结论】二氧化碳地质封存是双碳目标为地球物理行业带来的新机遇,大力发展相适应的长期稳定的二氧化碳地质封存监测体系,是地球物理开拓新市场的一个重要应用领域。借助人工智能浪潮、综合运用多种地球物理方法来监测二氧化碳地质封存项目是未来的发展趋势。 展开更多

关键词 二氧化碳地质封存 地质力学风险 地球物理监测 人工智能 多源信息 碳捕获−利用与封存工程

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CO_(2)地质封存与利用示范工程进展及典型案例分析 被引量：31

3

作者 刘世奇 皇凡生 +4 位作者 杜瑞斌 陈世恒 管奕婷 刘英海 汪涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期158-174,共17页

CO_(2)地质封存与利用工程实施具有十分可观的CO_(2)减排效果,推行CO_(2)地质封存与利用项目对于缓解全球气候变暖、践行我国可持续发展战略具有重要意义。梳理了目前主要的CO_(2)地质封存与利用方式,统计了全球范围内的CO_(2)地质封存... CO_(2)地质封存与利用工程实施具有十分可观的CO_(2)减排效果,推行CO_(2)地质封存与利用项目对于缓解全球气候变暖、践行我国可持续发展战略具有重要意义。梳理了目前主要的CO_(2)地质封存与利用方式,统计了全球范围内的CO_(2)地质封存与利用示范工程,重点介绍了我国典型CO_(2)地质封存与利用示范工程案例,并对CO_(2)地质封存与利用技术发展趋势进行了展望。目前,CO_(2)地质封存与利用方式主要包括CO_(2)驱油封存、CO_(2)驱替煤层气封存、CO_(2)咸水层封存、CO_(2)枯竭油气藏封存、CO_(2)驱替页岩气封存、CO_(2)深部咸水层封存与采水、CO_(2)封存与增强型地热发电、CO_(2)封存与铀矿地浸开采等;国内外在CO_(2)驱油封存、CO_(2)咸水层封存以及CO_(2)封存与铀矿地浸开采方面已形成了配套完整的技术体系,实现了广泛商业化应用,而在其他CO_(2)地质封存与利用方面尚处于现场试验与工程探索阶段;我国现已开展了23个CO_(2)地质封存与利用项目,含12个CO_(2)驱油封存项目、2个CO_(2)咸水层封存项目、7个CO_(2)驱煤层气项目以及2个CO_(2)+O_(2)地浸采铀项目。我国的CO_(2)地质封存与利用技术起步较晚,与欧美发达国家相比仍具有较大差距,未来亟待加快百万吨/年以上规模的CO_(2)地质封存与利用全流程技术与集群部署的工程示范,强化CO_(2)地质封存与利用集群化规模部署技术科学基础研究,重点解决工程化CO_(2)地质封存与利用全流程技术关键环节瓶颈。 展开更多

关键词 二氧化碳 地质封存与利用 碳减排 气候变化 示范工程

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CO_(2)管道多级节流放空特性研究

4

作者 范振宁 梁海宁 +5 位作者 房茂立 赫一凡 于帅 闫兴清 赵坤 喻健良 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第5期1761-1769,共9页

基于工业规模CO_(2)管道节流试验装置,开展了两组不同节流阀门开度的二级管道节流试验。利用等焓节流模型和GERG—2008状态方程绘制等焓曲线,用以探究CO_(2)管道多级节流放空特性并为实际管道节流放空操作提供相关建议。结果表明:在靠... 基于工业规模CO_(2)管道节流试验装置,开展了两组不同节流阀门开度的二级管道节流试验。利用等焓节流模型和GERG—2008状态方程绘制等焓曲线,用以探究CO_(2)管道多级节流放空特性并为实际管道节流放空操作提供相关建议。结果表明:在靠近三相点附近,等焓节流下游温度会随下游压力的微小变化而有明显下降,定义该区为快速温降区;节流阀开度的减小可以提升一级节流阀下游最低温度(阀门开度均为100%时为-32.01℃,开度均为50%时为-12.75℃),但会使二级节流阀下游温度降低(100%阀门开度时为-35.96℃,50%阀门开度时为-44.58℃);阀门开度的减小可使一级节流管内CO_(2)相变过程远离三相点附近的快速温降区,但会使二级节流管内CO_(2)相变过程靠近快速温降区。 展开更多

关键词 安全工程 碳捕集、利用与封存 CO_(2)管道 二级节流 等焓模型 放空特性

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碳中和目标下的煤化工变革与发展 被引量：34

5

作者 相宏伟 杨勇 李永旺 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1399-1408,共10页

碳中和目标的达成将对我国煤化工产业的发展产生深刻的影响。本文分析了煤炭消费与煤化工的CO_(2)排放情况及煤化工在国家经济中的作用,指出碳减排技术与煤化工工艺耦合是实现煤化工碳减排与可持续发展的关键,现实地选择优化产业结构与... 碳中和目标的达成将对我国煤化工产业的发展产生深刻的影响。本文分析了煤炭消费与煤化工的CO_(2)排放情况及煤化工在国家经济中的作用,指出碳减排技术与煤化工工艺耦合是实现煤化工碳减排与可持续发展的关键,现实地选择优化产业结构与提高能量利用效率的措施可明显但有限地降低CO_(2)排放量,认为要实现煤化工亿吨级规模的碳减排必须采用绿电绿氢、碳捕获与封存/碳捕获利用与封存(CCS/CCUS和CO_(2))资源化利用技术。文中评述了近年来绿电绿氢、CCS/CCUS和CO_(2)资源化利用技术应用的主要进展,指出2030年碳达峰前这些碳减排技术将处于关键的示范考验期,能否成熟可靠将决定之后的煤化工发展走向,同时预测氢冶金与绿氨合成示范技术的推广应用将可能导致煤化工产业格局的重大变化。最后基于空气直接捕集CO_(2)技术与光电催化CO_(2)转化或模拟光合反应的研究进展,设想了未来可能呈现的零碳化工体系。 展开更多

关键词 煤化工 碳排放 绿氢 碳捕获与封存/碳捕获利用与封存技术 二氧化碳资源化利用

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海洋直接注入CO_(2)封存技术方法综述 被引量：3

6

作者 柳波 高硕 +8 位作者 许振强 付晓飞 Erfan MOHAMMADIAN 陆红锋 闫百泉 施伟光 杨振 许辰璐 PAN Zhejun 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1449-1464,共16页

人类活动造成的CO_(2)排放是全球气候变暖面临的主要挑战之一。CO_(2)封存有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术。海洋碳捕获、利用和封存(OCCUS)可以在较短时间内提供最大的碳封存能力,与其他地质封存方法相比更加安全有效。而... 人类活动造成的CO_(2)排放是全球气候变暖面临的主要挑战之一。CO_(2)封存有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术。海洋碳捕获、利用和封存(OCCUS)可以在较短时间内提供最大的碳封存能力,与其他地质封存方法相比更加安全有效。而且,多相态形式的CO_(2)(气态、液态、固态和水合物)可以在海洋纵深尺度上实现直接注入。海洋碳封存是一项发展潜力巨大、优势明显的新兴碳封存技术,是实现大规模碳减排的重要措施之一,具有广阔的应用前景。因此,笔者等系统地阐述了海洋CO_(2)直接注入、封存(OCS)的基本原理、技术现状、监测与评估,以及环境方面的影响,并对高效CO_(2)注入技术,CO_(2)泄漏的检测、防范与补救技术,以及海洋碳封存的生态后效等方面进行了展望。 展开更多

关键词 CO_(2)排放 碳封存 海洋碳捕获 利用和封存 CO_(2)直接注入

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低渗透和特低渗透油藏CO_2驱油封存监测体系的建立 被引量：9

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作者 林千果 张少君 +5 位作者 王香增 赵习森 江绍静 黄春霞 王维波 王伟 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期693-703,共11页

利用CO_2开展低渗透和特低渗透油藏驱油技术研究,涉及CO_2注入、驱油、采出和回收、回注等多个环节。但是超过一定程度的CO_2泄漏会对环境安全和人体健康产生危害,并且降低CO_2的驱油效果。通过辨识低、特低渗透油藏CO_2驱油封存的泄漏... 利用CO_2开展低渗透和特低渗透油藏驱油技术研究,涉及CO_2注入、驱油、采出和回收、回注等多个环节。但是超过一定程度的CO_2泄漏会对环境安全和人体健康产生危害,并且降低CO_2的驱油效果。通过辨识低、特低渗透油藏CO_2驱油封存的泄漏特征,分析了在驱油封存不同运营时期以及各个空间维度上的监测需求,剖析了不同监测技术的应用及技术之间的相互关系,建立了一套完整的低、特低渗透油藏CO_2驱油封存监测体系。该体系贯穿CO_2驱油封存全过程,覆盖地下、地表及大气,可以为低、特低渗透油藏CO_2驱油封存项目的实施提供安全有效的保障,促进二氧化碳的捕集、利用和封存技术的发展。 展开更多

关键词 环境工程学 低渗透油藏 CO2驱油 CO2封存 CO2泄漏 监测技术 监测体系 碳捕集利用与封存

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双碳目标下煤气同采技术体系构想及内涵 被引量：38

8

作者 李树刚 张静非 +5 位作者 尚建选 林海飞 王苏健 丁洋 侯恩科 赵泓超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1416-1429,共14页

“双碳”的确定对煤气同采发展理念提出了绿色低碳的新要求。立足我国以煤为主的能源禀赋特点,针对煤矿CH_(4)-CO_(2)双重碳减排技术难题,通过探究煤矿瓦斯高效精准抽采、煤矿瓦斯全浓度梯级利用及煤层CO_(2)捕获-封存-利用等关键技术问... “双碳”的确定对煤气同采发展理念提出了绿色低碳的新要求。立足我国以煤为主的能源禀赋特点,针对煤矿CH_(4)-CO_(2)双重碳减排技术难题,通过探究煤矿瓦斯高效精准抽采、煤矿瓦斯全浓度梯级利用及煤层CO_(2)捕获-封存-利用等关键技术问题,提出了以煤矿CH_(4)-CO_(2)近零碳排放为核心的全生命周期煤气同采技术体系构想,从低碳融合技术与负碳技术两方面阐述了该构想体系,并简化分析了相应的碳源汇机制。煤矿瓦斯高效精准抽采涵盖瓦斯含量精准原位测定、瓦斯涌出量精准预测、瓦斯高效抽采区域精准辨识、瓦斯抽采精准施工设计、瓦斯抽采精准增透及瓦斯抽采精准调控;在瓦斯全浓度梯级利用方面,提出了高浓度瓦斯直接利用、乏风瓦斯及低浓度瓦斯提浓增效技术为主的阶梯式综合利用体系;煤层CO_(2)封存作为典型负碳排放技术已处于商业运行阶段,笔者及其团队则聚焦煤矿CH_(4)-CO_(2)近零碳排放核心,提出了CO_(2)煤矿采空区吸储与植被固碳理念。最后阐述了双碳目标下煤气同采技术体系的发展方向:①“地质透明化-抽采智慧化”与瓦斯精准抽采深度融合技术;②瓦斯富集-提浓-利用一体化技术及装备;③“CCUS+生态碳汇”全域负碳排放技术;④煤气同采全生命周期CH_(4)-CO_(2)动态监测及管控技术体系。通过该构想的逐步实施,为我国煤炭行业碳中和目标实现提供新的发展思路。 展开更多

关键词 双碳 煤气同采 精准抽采 梯级利用 煤层CO_(2)捕获-封存-利用

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中国矿业大学碳中和研究院CCUS研究所

9

《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期F0003-F0003,共1页

中国矿业大学CCUS研究所是中国矿业大学碳中和研究院(原低碳能源研究院)下属机构,依托煤基温室气体减排与资源化利用省重点实验室,现有研究人员12人,硕博研究生40余人,主要从事碳捕集、利用与封存技术研究与工程示范。

关键词 碳中和 中国矿业大学 温室气体减排 利用与封存 资源化利用 下属机构 工程示范 低碳能源

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英国北海过渡管理局为HyNet碳存储项目颁发第二项许可

10

作者 燕春晖(摘译) 《石油炼制与化工》 2025年第8期66-66,共1页

在全球积极推进碳中和目标的背景下,碳捕获、利用与封存(CCUS)技术成为实现能源清洁转型的关键手段。近日,英国北海过渡管理局(NSTA)向意大利能源公司埃尼集团授予了3项碳存储许可,用于服务HyNet产业集群的利物浦湾CCS二氧化碳运输和存... 在全球积极推进碳中和目标的背景下,碳捕获、利用与封存(CCUS)技术成为实现能源清洁转型的关键手段。近日,英国北海过渡管理局(NSTA)向意大利能源公司埃尼集团授予了3项碳存储许可,用于服务HyNet产业集群的利物浦湾CCS二氧化碳运输和存储系统,这一举措为英国清洁能源发展注入新动力。 展开更多

关键词 CCUS 碳捕获 英国北海过渡管理局 利用与封存

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基于特征线法的CO_(2)减压波传播模型构建及止裂壁厚研究 被引量：2

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作者 赫一凡 于帅 +1 位作者 闫兴清 喻健良 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期5038-5047,F0004,共11页

基于特征线法并结合描述CO_(2)状态的S-W方程,构建了减压波传播模型。将减压波波速模拟结果与工业规模实验结果对比,验证了模型的可靠性。采用构建的减压波模型与日本高强度管道研究委员会(HLP)提出的HLP模型,分别对不同初始压力或温度... 基于特征线法并结合描述CO_(2)状态的S-W方程,构建了减压波传播模型。将减压波波速模拟结果与工业规模实验结果对比,验证了模型的可靠性。采用构建的减压波模型与日本高强度管道研究委员会(HLP)提出的HLP模型,分别对不同初始压力或温度下一维超临界CO_(2)管道泄漏过程中减压波波速及X65和X70管钢裂纹扩展速度进行模拟计算与比较,以探究初始压力或温度变化对初期减压波速及管道止裂最小壁厚的影响。结果表明:减压波速近似等于初始条件下的声速,故初始压力升高和温度降低(声速上升)会提高减压波的传播速度;当初始压力由7.5 MPa升至9.5 MPa,初期减压波速(0.01 s)上升了53%,X65和X70管钢止裂最小壁厚分别减少了13%和14%;当初始温度由45℃降至35℃时减压波速上升了56%,X65和X70管钢止裂最小壁厚分别减少了20%和19%;当工作压力都低于8.0 MPa (工作温度为35℃)或工作温度分别高于41℃和39℃(工作压力为9.0MPa)时,由GB 150—2011所计算X65和X70管钢壁厚不具备止裂能力。 展开更多

关键词 碳捕获、利用与封存技术 超临界二氧化碳 减压波 模型 特征线法

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CCUS技术CO_(2)泄漏模拟及生态风险评价 被引量：5

12

作者 郭文瑾 张一梅 +7 位作者 栗帅 郭晓倩 吴百苗 林千果 梁希 赵习森 张志升 王维波 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期180-192,共13页

碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO泄漏的生态风险评... 碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO泄漏的生态风险评估法。采用SSD对陆地生态系统中典型物种的毒性数据进行拟合并计算其基准值,采用CFD对不同场景下的受体暴露浓度开展模拟预测,采用商值法计算生态风险指数,通过Google Earth实现可视化表征,并提出合理化建议。研究表明,在SSD模型中,急、慢性效应数据最优拟合模型分别为Weibull CDF和SGompertz,生态毒性基准浓度值HC分别为3.25%与0.98%。在模拟的极限泄漏场景中,黄土峁梁地区CCUS示范区生态风险面积受季节风向与风速的影响较大,任何气象条件下均存在一定范围的生态风险分布,高等级生态风险范围最小为160 m,实施精准的监测并开展生态风险补偿是必要的。该研究可为CCUS大规模应用潜在的CO泄漏风险预测及应急管理提供理论支撑。 展开更多

关键词 CO_(2)泄漏 碳捕获、利用和封存 物种敏感度分布 计算流体力学 生态风险评估

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