春江潮水连海平,海上明月共潮生。7月7日,一场别开生面的海洋地质碳封存学术研讨会在青岛召开。由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所主办的这一会议,就如何发挥海洋地质力量,开展海域碳封存技术研究,助力我国早日实现“双碳”目标等进行了深入研讨。地质调查单位、国家级实验室、高校等众多专家学者,在这里交织碰撞出科技创新之火花。

海洋将成为二氧化碳“新家园”

二氧化碳捕集利用与封存是把生产过程中排放的二氧化碳进行捕集提纯,继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存。二氧化碳捕集利用与封存是化石能源近零排放的关键技术选择,也是建材、钢铁、化工等难减排行业深度脱碳的可行技术方案,将为我国“双碳”目标实现提供托底性支撑。

沿海地区是我国经济发展的集聚区域,也是二氧化碳集中排放区域,如何实现优势互补,考验着海洋地质工作者的智慧。与排放量相比,沿海城市的海上碳封存较陆地有着天然优势。“我国海域发育众多的沉积盆地为二氧化碳地质封存提供了有利条件,海域地质碳封存具有源汇匹配性好、安全性高的特点,已是全球二氧化碳捕集利用与封存的重点发展方向。”专家在会上表示。

我国相关部门在2023年7月发布的《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)》指出,中国二氧化碳地质封存理论容量为1.21万亿吨-4.13万亿吨,其中深部咸水层的封存容量为0.16万亿吨-2.42万亿吨,主要分布在塔里木盆地、渤海湾盆地、珠江口盆地等大中型沉积盆地。

我国海域二氧化碳地质封存潜力巨大,在稳中求进的总基调下,未来我国将从全海域级、盆地级、区带级到场地级依次推进,逐级递进,不断聚焦,构建适合中国近海盆地特点的封存潜力评价和选址标准体系。加快推进示范工程建设,在源汇相对集中区域开展二氧化碳管网基础建设,建设规模化全产业链技术研发平台。

海域封碳技术日趋成熟

我国海域二氧化碳地质封存起步与发达国家相比较晚,但整体发展较快,早在2010年自然资源部中国地质调查局就设立了“全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程”项目,开展了海域“盆地级”和“区带级”潜力初步评价,2022年开展了封存潜力系统评价。

2023年6月1日,我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目在南海东部海域正式投用,开始规模化向海底地层注入海上石油开采产生的二氧化碳。这意味着我国初步形成了海上二氧化碳捕集、处理、注入、封存和监测的全套技术和装备体系,填补了我国海上二氧化碳封存技术空白。

以上成果与我国地质工作者早已摸清海底地质条件有着重要关系,中国地质调查局青岛海洋地质研究所向海图强,会同有关单位,有序推进我国海域地质碳封存调查与评价工作,取得了以下重要进展:

一是创新建立了适合我国海域地质条件的地质碳封存潜力与适宜性评价技术体系,系统评价了我国海域3个级别地质碳封存潜力,基本查明我国海域地质碳封存资源家底,其中盆地级预测碳封存潜力达2.58万亿吨。

二是系统分析了我国海域二氧化碳地质封存基本地质条件,揭示了封存潜力主控地质因素,在我国近海优选出“三盆七区”为适宜封存的盆地和区带,锁定一批海洋地质碳封存目标区,为下一步海域示范工程选址指明了方向。

三是集成海洋地质碳封存系列成果,编制形成了中国海域盆地级二氧化碳封存潜力与适宜性评价图集。该项成果获评中国地质调查局、中国地质科学院2022年度地质调查十大进展。

四是建成了一批二氧化碳地质封存物理模拟实验装置,建立了多孔介质中渗流、传热、相变和力学变形耦合的多场耦合数值模型,通过宏观-微观模拟实验,系统深化二氧化碳地质封存基础理论,有效支撑海域地质碳封存选址与评价。

五是与各企事业单位及相关高校、科研院所开展广泛合作研究,积极参与青岛市碳达峰碳中和产业创新联盟,有效支撑服务海域地质碳封存规划和示范工程系统研究。

以上成果得到了国内院士专家的高度认可。会上有专家认为,中国地质调查局青岛海洋地质研究所取得的系列成果,创新建立了我国海域二氧化碳地质封存选址评价关键技术体系,首次系统优选了我国近海重点盆地二氧化碳地质封存有利区带和重点目标区,为沿海省市地方政府的“双碳”决策研究提供了科学依据,为发展海域地质碳封存理论和技术奠定了基础,为海域地质碳封存示范工程实施指明了方向,具有重要的战略意义、科学价值和现实意义。

“新平台”致力于服务项目落地

在此次研讨会上,伴随着热烈的掌声,两块金色匾额“青岛市海洋地质碳封存工程研究中心”“青岛市海洋地质碳封存重点实验室”揭开神秘面纱,成为我国首批建设的海洋地质碳封存科技创新平台,标志着中国地质调查局青岛海洋地质研究所海洋地质碳封存工作进入双平台支撑发展阶段,对全面提升在国内外碳封存领域影响力、更好支撑服务国家和沿海省市“双碳”战略,具有重要意义。

“两大平台的建立,是贯彻新发展理念、服务国家重大战略的具体行动,是地质工作服务地方经济社会发展的具体举措。”青岛海洋地质研究所研究员、青岛市海洋地质碳封存工程研究中心和重点实验室主任陈建文介绍。

根据相关文件显示,青岛市海洋地质碳封存工程研究中心计划到2025年,初步建成海洋地质碳封存工程技术创新平台,形成良好技术储备和装备研发能力,在海洋地质碳封存选址评价标准建设、二氧化碳地质碳封存过程和工艺实验模拟装备和软件开发、海洋环境立体监测体系研发等领域达到国内领先水平;到2030年,建设成具有国际影响力的工程研究中心,形成海洋二氧化碳地质封存场址优选、过程模拟和监测及风险防控等全流程一体化海洋碳封存技术体系,建成一支多学科融合的调查研究队伍,力争促进青岛及我国东部沿海省市1-2个海洋二氧化碳地质封存示范工程落地实施。

重点实验室旨在针对青岛邻近的南黄海盆地开展地质碳封存二氧化碳-水-岩作用机制、二氧化碳运移规律和泄漏机制研究,形成海洋地质碳封存理论;开展地质碳封存储集体表征刻画、选址评价、封存系统安全稳定性评价和海底碳封存监测技术攻关,形成全流程技术体系。

在学术研讨环节中,与会专家学者围绕应对气候变化与二氧化碳捕集利用和封存发展机遇、地质碳汇与海南岛零碳岛构想、二氧化碳驱油埋存、海上二氧化碳地质封存技术进展、环境风险评估与控制、咸水层二氧化碳封存选址、中国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存条件与潜力、地球物理技术和数值模拟在二氧化碳地质封存中的应用等科学问题作专题报告并进行深入研讨。

“此次研讨会恰逢其时,为海域碳封存技术创新与理论突破提供了很好的平台。展望未来,我们要进一步加强海洋地质碳封存领域的基础研究和应用技术研发,不断提升科研水平和创新能力,为应对全球气候变化、实现碳中和目标作出更大的贡献。”有会议代表表示。

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